Adiós al mayor ‘demonio’ de la física: un nuevo hallazgo cuestiona el segundo principio de la termodinámica

La ciencia se basa en probar hechos y dudar incluso de lo que dábamos por sabido. Gracias a ese afán por buscar la verdad, los científicos todavía se llevan sorpresas increíbles. Ahora, un nuevo descubrimiento ha revolucionado a la comunidad.

El segundo principio de la termodinámica es una de las leyes fundamentales de la física y establece que la entropía o el desorden de un sistema aislado siempre aumenta con el tiempo.

Es decir, la energía útil se pierde con tiempo porque todo tiende a desordenarse más y más. Esa es la razón por la que es imposible conseguir energía infinita, ya que siempre gastaremos más de lo que generaremos.

Por ejemplo, un café caliente puede por sí mismo ponerse frío, pero jamás volverá a calentarse si no es por un factor externo. ¿Pero qué ocurriría si esto no siempre se cumpliese?

Un nuevo estudio publicado en npj Quantum Information ha reabierto el debate al sugerir que ciertos procesos cuánticos podrían eludir esa regla. De hecho, han dado una solución a una de las paradojas más famosas de la física.

El demonio de Maxwell: una paradoja clave en la historia de la física

Desde 1867, la física se ha enfrentado a una paradoja fascinante: el demonio de Maxwell.

Este experimento mental, propuesto por James Clerk Maxwell, describe a un ser microscópico capaz de separar moléculas de gas caliente y frío sin gastar energía, generando así un trabajo que desafía la segunda ley de la termodinámica.

Durante décadas, la comunidad científica ha intentado demostrar por qué este demonio no puede existir en la realidad.

La explicación clásica se basa en el papel de la información en la entropía: el demonio, al medir y almacenar información sobre las moléculas, inevitablemente consume energía, restaurando el equilibrio termodinámico.

El descubrimiento científico que puede acabar con el demonio de Maxwell

Hasta ahora, habíamos dado por seguro que ese demonio no podía existir. Sin embargo, un equipo de investigadores de la Universidad de Nagoya y la Slovak Academy of Sciences podrían haber hecho un descubrimiento que demuestra lo contrario.

Estos científicos han desarrollado un modelo matemático, para analizar el funcionamiento de un motor demoniaco. Es decir, uno que genere más energía de la que consume por sí mismo.

Para hacerlo se han basado en la teoría de los instrumentos cuánticos y consta de tres fases:

1. Medición del sistema cuántico por parte del demonio.
2. Extracción de trabajo mediante el acoplamiento a un entorno térmico.
3. Borrado de la memoria del demonio, lo que implica interacción con el entorno.

Lo más increíble es que, bajo ciertas condiciones, el trabajo extraído puede superar al invertido, lo que contradeciría al segundo principio de la termodinámica.

¿Este descubrimiento ha acabado con la segunda ley de la termodinámica?

A pesar de que el descubrimiento ha generado un gran revuelo en la comunidad científica, los autores del estudio han insistido en que la ley de la termodinámica sigue intacta.

Lo que realmente ha revelado esta investigación es que tiene algunas vulnerabilidades dentro del marco cuántico, lo que permite desafiar la interpretación clásica de la ley.