Em geral, um sistema físico perturbado tende a retornar ao equilíbrio térmico gradualmente, trocando calor com seu ambiente. No entanto, sob certas condições, sistemas mais afastados do equilíbrio podem alcançá-lo mais rapidamente do que aqueles mais próximos, fenômeno conhecido como efeito Mpemba.

O efeito Mpemba forte ocorre quando diferentes componentes da perturbação inicial desvanecem a taxas diferentes, permitindo que um sistema alcance o equilíbrio mais rápido se não conter os componentes que decaim mais lentamente.

Experimento óptico

Os pesquisadores da Universidade de Southeast realizaram um experimento óptico que demonstrou este efeito em um qubit, um unitário de informação quântica que pode estar em superposição de dois estados. Seus resultados foram publicados em um artigo na revista Physical Review Letters.

Peng Xue, autor principal do estudo, explicou que 'o mecanismo do efeito Mpemba forte oferece a concepção mais clara: a relaxação é acelerada exponencialmente quando o estado inicial não tem sobreposição com o modo de decaimento mais lento.'

Simulação com luz

A teoria sugere que, para a chamada mapa de Davies, vários modos podem compartilhar a taxa de decaimento mais lenta, envolvendo a perda de coerência quântica. Isso significa que um qubit que começa sem coerência entre seus níveis de energia pode pular esses processos lentos.