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Un article de Vlatko Vedral publié par la revue britannique New Scientist du 7 avril 2018, présente deux systèmes expérimentaux pouvant montrer qu'un Système isolé pourrait perdre de l'énergie, puis la récupérer, au moins partiellement. Concernant le Temps, cela signifierait qu'il pourrait, au moins partiellement, être réversible.

Du côté de la thermodynamique....

La Thermodynamique repose principalement, rappelons-le, sur deux principes.
Pour le premier, toute transformation d'un système fermé au sein d'un milieu se fait à énergie constante. La variation de l'énergie du système est égale à la quantité d'énergie échangée avec le milieu extérieur, par transfert thermique (chaleur) et transfert mécanique (travail).

Pour le second, il pose que toute transformation d'un système thermodynamique s'effectue avec augmentation de l'entropie globale incluant l'entropie du système et du milieu extérieur. On dit alors qu'il y a création d'entropie. C'est ce que traduit la formule fondamentale; E (entropie) plus grand ou égal à zéro.
Le terme d'entropie a été introduit en 1865 par Rudolf Clausius à partir d'un mot grec signifiant « transformation ».

Il caractérise le degré de désorganisation, ou d'imprédictibilité du contenu en information d'un système. Autrement dit, toute évolution d'un système ordonné se traduit par des résultats désordonnés. Il est impossible d'envisager l'inverse, c'est-à-dire la création (sans apport d'énergie) d'ordre à partir du désordre.

Ainsi, concernant l'Univers, il est passé d'un état de basse entropie, caractérisant l'ordre régnant peu après le Big Bang, à une explosion de systèmes à haute entropie désordonnés, galaxies, planètes et vie au sein d'une de celle-ci, la Terre. Il en découle notamment un Temps qui s'écoule de façon irréversible.

Du côté de la mécanique quantique...

Pour la mécanique quantique (MQ), au contraire, qui s'appliquait initialement à des particules élémentaires individuelles dite particules quantiques, deux particules peuvent être « intriquées », l'état de l'une s'appliquant immédiatement à l'autre, et en état de superposition, la particule pouvant être à la fois dans un état de basse et de haute énergie. Il en résulte notamment, concernant le Temps, qu'il peut être réversible. Plus précisément, la MQ ne fait pas appel au Temps.

Rappelons que ces deux grands systèmes théoriques ont été amplement prouvés par l'expérience. Une science en développement, la Gravitation quantique, s'efforce actuellement de les concilier. Nous avions précédemment rappelé que le physicien italien Carlo Rovelli en est aujourd'hui le meilleur théoricien.

Cela-dit faut-il faire appel à la Gravitation Quantique pour résoudre ce conflit ? Les travaux de physiciens  pourraient montrer le contraire. en faisant appel à la thermodynamique quantique. On peut d'ailleurs considérer celle-ci comme un premier pas vers la Gravitation quantique.

Les perspectives de la thermodynamique quantique

Publié par la revue britannique New Scientist du 7 avril 2018 (cf. références ci-dessous), un article  de Vlatko Vedral présente deux systèmes expérimentaux pouvant montrer qu'un Système isolé pourrait perdre de l'énergie, puis la récupérer, au moins partiellement. Concernant le Temps, cela signifierait qu'il pourrait, au moins partiellement, être réversible.

Vlatko Vedral reconnaît que les causes de ce paradoxe ne sont pas encore élucidées en termes scientifiques. Mais avec ses collègues, il espère mettre rapidement au point ce qu'ils nomment des "machines quantiques". Celles-ci fonctionneraient, dans l'ensemble, sans perte de chaleur.  Ainsi serait retrouvé, en termes modernes, le principe de la machine à mouvement perpétuel.

Un point important de l'article, en relation avec les phénomènes quantiques dans le fonctionnement des systèmes vivants, est que l'évolution de ceux-ci aurait pu faire apparaître de telles machines, dont les mitochondries productrices d'énergie au sein de la cellule seraient un des résultats.
A une tout autre échelle, celle de l'Univers, on pourrait admettre que si celui-ci évolue globalement selon le 2ème principe de la thermodynamique, il pourrait comporter des ensembles fonctionnant de façon inverse. Autrement dit, le Temps tel que nous l'entendons s'y déroulerait à l'envers.

Restera dans les prochains mois à perfectionner, pour mieux les comprendre et surtout généraliser leurs applications, notamment en informatique quantique, les « quantum heat machines » de Vedral et de ses collègues, dont existent dorénavant des prototypes semble-t-il indiscutables.
Jean-Paul Baquiast et Christophe Jacquemin
puce note Sources
* Vlatko Vedral I’m building a machine that breaks the rules of reality, New Scientist, 7 avril 2018 
* Voir aussi, précédemment, Vlatko Vedral, The surprise theory of everything, New Scientist, 2012
* Sur Vlatko Vedral : Page Wikipedia

Sur ce sujet, voir aussi :
*
Physicists confirm thermodynamic irreversibility in a quantum system , in Phys. org (décembre 2015)
* Le temps est irréversible même au niveau quantique
(tiré de la publication de l'article : Irreversibility and the Arrow of Time in a Quenched Quantum System paru dans Physical Revue Letter du 2 novembre 2015

 

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