Слово «квантовый» происходит от латинского слова *quantum*, означающего «сколько» или «определённая порция». В научном контексте термин «квантовый» используется для описания явлений, происходящих на уровне атомов и элементарных частиц, где классическая физика перестаёт быть применимой. Квантовый мир подчиняется законам квантовой механики — фундаментальной теории, объясняющей поведение материи и энергии в малых масштабах.
") материи. Учёные из Института теоретической физики I Штутгартского университета представили работу, в которой продемонстрировали: для объектов атомного масштаба традиционные принципы термодинамики нуждаются в пересмотре. Их вычисления и эксперименты показали, что квантовые системы, в которых частицы находятся в состоянии корреляции, могут преобразовывать энергию с эффективностью, превышающей предел Карно. Это открытие, опубликованное в журнале Science Advances, не просто уточняет законы физики — оно радикально расширяет границы возможного в области нанотехнологий и энергетики. Классическая термодинамика описывает работу тепловых машин — систем, преобразующих тепловую энергию в механическую. Паровые турбины, двигатели внутреннего сгорания и даже современные электростанции следуют тем же принципам: между горячим и холодным резервуаром существует температурная разница, и именно она определяет, сколько [энергии](https://hanga.su/glossary/energy "Энергия — одно из ключевых понятий физики и фундаментальная характеристика материи. Она выражает способность системы совершать работу, создавать движение или вызывать изменения в окружающем мире. Энергия существует в различных формах — механической, тепловой, электрической, химической, ядерной и других — и может переходить из одной формы в другую, но никогда не исчезает, что отражает закон сохранения энергии.
") можно превратить в полезную работу. Но при переходе на [квантовый](https://hanga.su/glossary/quant "Слово «квантовый» происходит от латинского слова *quantum*, означающего «сколько» или «определённая порция». В научном контексте термин «квантовый» используется для описания явлений, происходящих на уровне атомов и элементарных частиц, где классическая физика перестаёт быть применимой. Квантовый мир подчиняется законам квантовой механики — фундаментальной теории, объясняющей поведение материи и энергии в малых масштабах.
") уровень, где взаимодействуют отдельные атомы и молекулы, привычные представления перестают работать. Ключ к новому пониманию заключается в квантовых корреляциях. В микромире частицы могут быть связаны между собой так, что изменение состояния одной мгновенно влияет на другую, даже если они разделены в пространстве. Эти связи — основа [квантовой запутанности](https://hanga.su/glossary/quantum-entanglement "Квантовая запутанность — одно из самых удивительных и загадочных явлений квантовой физики. Оно заключается в том, что две или более частиц могут существовать в едином квантовом состоянии, независимо от расстояния между ними. Если изменить состояние одной из частиц, состояние другой изменится мгновенно, как будто между ними существует невидимая связь, не ограниченная скоростью света.
"), лежащей в основе квантовых вычислений и телепортации. Теперь оказалось, что они также могут быть источником энергии. Исследователи показали, что квантовые корреляции способны выступать в роли дополнительного "топлива", увеличивая эффективность квантовых тепловых машин. В отличие от обычных систем, где [энергия](https://hanga.su/glossary/energy "Энергия — одно из ключевых понятий физики и фундаментальная характеристика материи. Она выражает способность системы совершать работу, создавать движение или вызывать изменения в окружающем мире. Энергия существует в различных формах — механической, тепловой, электрической, химической, ядерной и других — и может переходить из одной формы в другую, но никогда не исчезает, что отражает закон сохранения энергии.
") поступает исключительно от разницы температур, квантовые двигатели могут извлекать работу также из информации, заключённой в коррелированных состояниях частиц. Таким образом, тепло и [информация](https://hanga.su/glossary/information "Информация – основа познания, связующая науку, технологии и общество. Она представлена в виде данных, сигналов, знаний и сообщений, передающихся от источника к получателю с помощью различных носителей. В природе информация кодируется ДНК, в технологиях – цифровыми системами, а в культуре – языками и символами.
") становятся взаимозаменяемыми источниками энергии — идея, которая ещё недавно казалась противоречащей физическим законам. На практике это открывает путь к созданию принципиально новых типов двигателей. Квантовые термомашины, работающие на уровне нескольких атомов, смогут выполнять операции с беспрецедентной точностью и минимальными потерями. Такие микроскопические устройства могут стать основой нанотехнологий будущего: от медицинских наноботов, доставляющих [лекарства](https://hanga.su/glossary/medicines "Лекарства — это вещества, используемые для лечения, профилактики и диагностики заболеваний, а также для улучшения общего состояния здоровья человека. Современная медицина включает в себя широкий спектр лекарственных препаратов: от обезболивающих и антибиотиков до сложных биологических молекул, таких как вакцины и моноклональные антитела.
") прямо к клеткам, до систем управления квантовыми вычислительными процессами и атомного манипулирования материалами. Ранее считалось, что ограничения второго закона термодинамики универсальны и непреодолимы. Однако новое исследование показывает, что в квантовом мире физика становится гибче: законы сохраняются, но действуют в иной форме. Это не нарушение классических принципов, а их расширение — аналог того, как [теория](https://hanga.su/glossary/theory "Теория – это фундаментальная часть науки, которая объясняет наблюдаемые явления и помогает предсказывать будущие события. Она создаётся на основе тщательных исследований, экспериментов и анализа данных. Теория – это больше, чем просто идея; она должна быть проверяема, объяснять существующие факты и быть способной к развитию.
") относительности Эйнштейна не отменила механику [Ньютона](https://hanga.su/1956,2026 "Исаак Ньютон (1643–1727) — выдающийся английский ученый, чьи открытия заложили основы современной физики и математики. Именно он сформулировал три закона механики и закон всемирного тяготения, которые впервые объяснили движение как земных объектов, так и небесных тел с помощью единых математических принципов.
"), а лишь уточнила её применимость. В будущем подобные исследования могут привести к созданию новых стандартов для оценки эффективности энергетических систем и к разработке технологий, работающих на пределе возможностей природы. [Квантовые эффекты](https://hanga.su/glossary/quantum-effect "Квантовый эффект — фундаментальное явление, возникающее в мире микрочастиц, где привычные законы классической физики перестают работать. В этой области материя и энергия ведут себя как волны и частицы одновременно, а исход событий определяется не детерминированно, а вероятностно. Квантовые эффекты лежат в основе множества физических процессов — от поведения атомов и электронов до работы лазеров, полупроводников и квантовых компьютеров.
"), долго считавшиеся абстрактной областью фундаментальной науки, постепенно переходят в инженерную практику, открывая перед человечеством путь к устройствам, которые смогут использовать энергию не только материи, но и самой информации. Работа немецких физиков стала шагом к пониманию того, что термодинамика в квантовом мире — это не строгие ограничения, а динамическая система взаимосвязей между теплом, энергией и информацией. И если когда-то принцип Карно определял предел возможностей паровой машины, то в XXI веке [квантовая](https://hanga.su/glossary/quantum "Квантовая физика — это фундаментальная область науки, исследующая поведение частиц на мельчайших уровнях, где классическая механика перестает работать. Принципы квантовой суперпозиции, запутанности и туннельного эффекта лежат в основе множества современных технологий, включая квантовые компьютеры, сенсоры и криптографию. Квантовые системы способны обрабатывать информацию на порядки быстрее традиционных компьютеров, а квантовая связь предлагает абсолютную защиту данных.
") механика открывает новую страницу — эпоху машин, способных работать за пределами классических законов природы. **Ссылка:** «Коррелированные квантовые машины за пределами стандартного второго закона» [ DOI: 10.1126/sciadv.adw8462.](https://dx.doi.org/10.1126/sciadv.adw8462 "DOI: 10.1126/sciadv.adw8462") - [ Нанотехнологии ](https://hanga.su/nanotechnology) - [ Инновации ](https://hanga.su/innovations) - [ Открытия ](https://hanga.su/discoveries) - [ Физика ](https://hanga.su/physics) - [ Квантовые технологии ](https://hanga.su/quantum-technologies) - Понравилось: 16 - Связанные материалы: [А если тёмной энергии нет: новая геометрия пространства-времени предлагает альтернативу ускоренному расширению Вселенной](https://hanga.su/1574,2026)| [Как использовать холод космоса: новый двигатель вырабатывает энергию ночного неба](https://hanga.su/1499,2025)| [Квантовая запутанность: от телепатии частиц к интернету будущего и новым загадкам мироздания](https://hanga.su/1487,2025)| [Квантовая механика: от парадоксов к технологиям XXI века](https://hanga.su/1634,2026)| [Когда классическая термодинамика даёт сбой: почему предел Карно не работает в квантовом мире](https://hanga.su/1560,2026)| [Металл в двух местах одновременно: новый рубеж квантовой физики](https://hanga.su/1635,2026) - Похожие материалы: [Гамильтон и квантовая революция: как свет и материя были связаны за столетие до появления квантовой механики](https://hanga.su/1331,2025) | [Гигантский магнитоупругий эффект - подтверждение векового предсказания в квантовых материалах](https://hanga.su/878,2025) | [Гравитация против квантов: как Земля может изменить фундаментальные принципы квантовой теории](https://hanga.su/1118,2025) | [Интегрированная спин-волновая квантовая память: прорыв в создании масштабируемых квантовых сетей](https://hanga.su/444,2025) | [Квантовая механика и термодинамика: могут ли законы природы вступать в противоречие?](https://hanga.su/702,2025) | [Оптические атомные часы и релятивистские эффекты: как квантовая механика взаимодействует с искривлением пространства-времени](https://hanga.su/792,2025) Загрузка следующей статьи... ## Schema ```json { "@context": "https://schema.org", "@type": "CollectionPage", "@id": "https://hanga.su/science#collection", "name": "Наука", "url": "https://hanga.su/science", "description": "Раздел «Наука» на HangaPro – подробные материалы о фундаментальных и прикладных исследованиях, научных открытиях и прогрессе. Узнайте больше о биологии, физике, химии, космосе и других направлениях науки." } ``` ```json { "@context": "https://schema.org", "@type": "BreadcrumbList", "itemListElement": [ { "@type": "ListItem", "position": 1, "name": "Hanga – ваш гид в мире науки и технологий. Читайте о последних научных открытиях, инновационных разработках, трендах технологий будущего и их влиянии на нашу жизнь. Углубляйтесь в сложное простым языком вместе с Hanga.", "item": "https://hanga.su" }, { "@type": "ListItem", "position": 2, "name": "Наука", "item": "https://hanga.su/science" }, { "@type": "ListItem", "position": 3, "name": "Квантовая механика нарушает предел Карно: как микродвигатели будущего превзошли второй закон термодинамики", "item": "https://hanga.su/1409,2025.md" } ] } ``` ```json { "@context": "https://schema.org", "@type": "Article", "mainEntityOfPage": { "@type": "WebPage", "@id": "https://hanga.su/1409,2025.md" }, "headline": "Квантовая механика нарушает предел Карно: как микродвигатели будущего превзошли второй закон термодинамики", "description": "На протяжении двух столетий второй закон термодинамики оставался одним из непоколебимых столпов физики. Он утверждает, что никакая тепловая машина не может работать с КПД выше, чем у идеального двигателя Карно — фундаментального предела, установленного ещё в XIX веке. Однако новейшие исследования показывают, что этот закон теряет силу, когда мы спускаемся на уровень квантовой материи.", "image": { "@type": "ImageObject", "url": "https://hanga.su/images/img_25/02aababa-c580-41fa-838a-e5bf92ae5b39.jpg" }, "publisher": { "@type": "Organization", "name": "Наука, технологии и инновации: откройте мир знаний | HangaPro", "logo": { "@type": "ImageObject", "url": "https://hanga.su/images/iconset/android-icon-192x192.png" } }, "author": { "@type": "Person", "name": "Reviewer", "url": "https://hanga.su/about-us" }, "datePublished": "2025-10-17T12:35:24+03:00", "dateCreated": "2025-10-17T12:35:24+03:00", "dateModified": "2025-10-18T11:27:38+03:00" } ```