Эксперимент — это основа научного метода, которая позволяет проверять гипотезы, подтверждать теории и открывать новые законы природы. Это процесс, в ходе которого исследователи изучают, как различные факторы влияют на объект исследования, создавая условия, которые можно контролировать и измерять.
") выяснилось, что считывание квантовых тиков требует [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.
") примерно в миллиард раз больше, чем затрачивает сам [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.
") механизм. Этот результат показывает, что основная доля [энтропии](https://hanga.su/glossary/entropy "Энтропия — это фундаментальная физическая величина, характеризующая степень неупорядоченности системы и направление протекания процессов. Впервые она была введена в термодинамике для описания необратимости тепловых явлений и стала ключевым понятием второго закона термодинамики.
") в таких системах возникает в момент преобразования квантовых событий в классическую [информацию](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.
"), а не в процессе их естественного течения. Идеальные часы — от маятников до атомных стандартов — всегда опираются на необратимые процессы: трение, колебания, релаксацию. В [квантовой](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.
") физике аналогичные процессы становятся чрезвычайно слабыми, а иногда исчезают полностью, что радикально усложняет задачу точного отсчёта [времени](https://hanga.su/glossary/time "Время — это фундаментальная физическая величина, описывающая последовательность событий и меру их длительности. В научной картине мира время рассматривается не как абстрактная категория, а как измеримый параметр, связывающий процессы и определяющий порядок их развития. В классической механике время протекает равномерно и независимо от наблюдателя, однако теория относительности существенно расширила эти представления: скорость движения и гравитация способны изменять течение времени, что подтверждено экспериментально.
"). Новые квантовые устройства стремятся минимизировать энергозатраты, обеспечивая сверхточную работу датчиков, навигационных систем и вычислительных технологий. Однако законы термодинамики на квантовом уровне остаются далеко не очевидными. Чтобы выяснить истинную термодинамическую стоимость измерения времени, исследователи создали нанометровые квантовые часы, где одиночный электрон перемещается между двумя квантовыми точками. Каждый переход между состояниями формирует чёткий квантовый тик. Работа такого хронометра требует минимальных энергетических затрат. Для фиксации этих тиков учёные применили два [метода](https://hanga.su/glossary/method "Метод — это системный подход, который помогает учёным решать сложные задачи и находить ответы на важные вопросы. В науке метод играет ключевую роль, направляя процесс познания и делая его результативным. От правильного выбора метода зависят точность и достоверность полученных данных.
"): один регистрировал сверхмалые электрические токи, другой использовал радиочастотные колебания, позволяющие отслеживать изменения в системе. В обоих случаях требовалось преобразовать [квантовую](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.
") динамику в измеримую классическую величину — именно здесь и возникал основной энергопотребляющий процесс. Подробный [анализ](https://hanga.su/glossary/analysis "Анализ — это один из фундаментальных инструментов науки, используемый для структурного изучения сложных систем, данных и процессов. В основе анализа лежит разложение явлений или данных на составляющие части, что позволяет лучше понять их структуру, закономерности и взаимосвязи.
") показал, что энтропийные затраты на считывающее оборудование многократно превышают энергетику самого квантового механизма. Наблюдение, а не тикание, становится главным источником необратимости и направленного течения времени в таких системах. Это наблюдение согласуется с фундаментальными принципами квантовой [теории](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.
") информации, где процесс измерения всегда связан с потерей информации и ростом энтропии. Тем самым [эксперимент](https://hanga.su/glossary/experiment "Эксперимент — это основа научного метода, которая позволяет проверять гипотезы, подтверждать теории и открывать новые законы природы. Это процесс, в ходе которого исследователи изучают, как различные факторы влияют на объект исследования, создавая условия, которые можно контролировать и измерять.
") подтверждает, что сама возможность наблюдать квантовое [время](https://hanga.su/glossary/time "Время — это фундаментальная физическая величина, описывающая последовательность событий и меру их длительности. В научной картине мира время рассматривается не как абстрактная категория, а как измеримый параметр, связывающий процессы и определяющий порядок их развития. В классической механике время протекает равномерно и независимо от наблюдателя, однако теория относительности существенно расширила эти представления: скорость движения и гравитация способны изменять течение времени, что подтверждено экспериментально.
") накладывает неизбежную энергетическую цену. Этот вывод существенно меняет подход к разработке квантовых часов. Традиционно считалось, что повышение точности требует улучшения квантовой части устройства. Теперь становится ясно, что дальнейший прогресс зависит от оптимизации способов обнаружения тиков — от сенсорных схем до систем считывания и обработки данных. Более эффективные методы регистрации смогут снизить термодинамические потери, которые сегодня определяют пределы работы подобных приборов. Интересно, что этот энергетический дисбаланс может иметь и положительную сторону. Большие затраты на процесс наблюдения обеспечивают детализированную информацию о каждом переходе электрона, что расширяет возможности [анализа](https://hanga.su/glossary/analysis "Анализ — это один из фундаментальных инструментов науки, используемый для структурного изучения сложных систем, данных и процессов. В основе анализа лежит разложение явлений или данных на составляющие части, что позволяет лучше понять их структуру, закономерности и взаимосвязи.
") и диагностики квантовых систем. Вместо простого отсчёта тиков становится возможно изучать тонкую динамику, выявлять взаимосвязи между квантовыми состояниями и исследовать фундаментальные закономерности, лежащие в основе времени. Полученные результаты оказываются важными не только для метрологии, но и для фундаментальной физики. Они предлагают новое объяснение направленности времени: необратимость возникает из потребности преобразовывать квантовые события в классические данные. Таким образом, акт наблюдения становится не просто пассивной операцией, а глубинной причиной термодинамического течения времени. Открытие оксфордских исследователей демонстрирует, что квантовые часы — это не только инструменты для измерения времени, но и мощные исследовательские платформы для изучения связи между энергией, информацией и фундаментальными законами природы. Новые данные помогут создавать более эффективные квантовые устройства, а также углубят понимание того, как сами принципы измерения формируют структуру физической реальности. **Ссылка:** «Энтропийные вклады квантово-классического перехода в микроскопических часах» [ DOI: 10.1103/5rtj-djfk.](https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/5rtj-djfk "DOI: 10.1103/5rtj-djfk") - [ Исследования ](https://hanga.su/research) - [ Космос ](https://hanga.su/space) - [ Физика ](https://hanga.su/physics) - [ Квантовые технологии ](https://hanga.su/quantum-technologies) - [ Астрофизика ](https://hanga.su/astrophysics) - Понравилось: 22 - Связанные материалы: [Когда классическая термодинамика даёт сбой: почему предел Карно не работает в квантовом мире](https://hanga.su/1560,2026) - Похожие материалы: [Квантовая физика забывания: как удаление информации связано с энергией и энтропией](https://hanga.su/810,2025) | [Квантовая энтропия и путешествия во времени: физик решает парадокс дедушки](https://hanga.su/525,2025) | [Перегретое золото, энтропийная катастрофа и пределы материи: как физики переписали границы термодинамики](https://hanga.su/1080,2025) | [Почему хаос неизбежен: квантовая энтропия и законы термодинамики](https://hanga.su/670,2025) | [Энтропийная гравитация: новый взгляд на объединение квантовой механики и общей теории относительности](https://hanga.su/782,2025) 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": "Энергия наблюдателя: как измерение квантового времени раскрывает скрытую термодинамику Вселенной", "item": "https://hanga.su/1483,2025.md" } ] } ``` ```json { "@context": "https://schema.org", "@type": "Article", "mainEntityOfPage": { "@type": "WebPage", "@id": "https://hanga.su/1483,2025.md" }, "headline": "Энергия наблюдателя: как измерение квантового времени раскрывает скрытую термодинамику Вселенной", "description": "Исследователи Оксфордского университета выявили удивительную особенность квантовых часов: основная энергетическая стоимость связана не с их работой, а с самим актом измерения. В ходе экспериментов выяснилось, что считывание квантовых тиков требует энергии примерно в миллиард раз больше, чем затрачивает сам квантовый механизм. Этот результат показывает, что основная доля энтропии в таких системах возникает в момент преобразования квантовых событий в классическую информацию, а не в процессе их естественного течения.", "image": { "@type": "ImageObject", "url": "https://hanga.su/images/img_25/81993bcb-9096-4d9d-8bfb-24aeb8452b66.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": "2025-11-15T11:00:12+03:00", "dateCreated": "2025-11-15T11:00:12+03:00", "dateModified": "2025-11-15T11:00:12+03:00" } ```