นาฬิกาที่ทันสมัยที่สุดในปัจจุบันรักษาเวลาด้วยจังหวะบาคาร่าเว็บตรงที่แม่นยำอย่างเหลือเชื่อ แต่การทดลองใหม่ชี้ให้เห็นว่าความแม่นยำของนาฬิกานั้นต้องแลกมาด้วยราคา: เอนโทรปีเอนโทรปีหรือความผิดปกติถูกสร้างขึ้นทุกครั้งที่นาฬิกาเดิน ตอนนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้วัดค่าเอนโทรปีที่เกิดจากนาฬิกาที่สามารถเรียกใช้ในระดับต่างๆ ได้อย่างแม่นยำ ยิ่งขีดของนาฬิกาแม่นยำมากเท่าไร ก็ยิ่งปล่อยเอนโทรปีออกมามากเท่านั้น นักฟิสิกส์รายงานในเอกสารที่ยอมรับPhysical Review X
“ถ้าคุณต้องการนาฬิกาที่ดีกว่านี้ คุณต้องจ่ายเงินเพื่อมัน” นักฟิสิกส์ Natalia Ares จากมหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ดกล่าว
เวลาและเอนโทรปีเป็นแนวคิดที่เกี่ยวพันกันอย่างใกล้ชิด เอนโทรปีเป็นที่รู้จักกันในนาม ” ลูกศรแห่งเวลา ” เพราะเอนโทรปีมีแนวโน้มที่จะเติบโตเมื่อเวลาผ่านไป ดูเหมือนว่าจักรวาลจะเคลื่อนจากเอนโทรปีต่ำไปยังเอนโทรปีที่สูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง ( SN: 7/10/15 ) การเดินขบวนไปสู่การเพิ่มเอนโทรปีนี้อธิบายได้ว่าทำไมกระบวนการบางอย่างสามารถดำเนินต่อไปได้ทันเวลาแต่ไม่สามารถย้อนกลับได้: การผสมครีมลงในกาแฟทำได้ง่ายแต่ยากที่จะแยกออกอีกครั้ง เครื่องจักรยังเพิ่มความผิดปกติขณะทำงาน เช่น การปล่อยความร้อนที่เพิ่มเอนโทรปีของสภาพแวดล้อม นั่นหมายความว่า แม้แต่นาฬิกามาตรฐานที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ก็ยังสร้างเอนโทรปีในขณะที่มันทำงาน
นักฟิสิกส์เคยคำนวณมาก่อนว่า สำหรับนาฬิกาควอนตัมขนาดเล็ก มีความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างความแม่นยำสูงสุดที่เป็นไปได้ของเห็บกับปริมาณเอนโทรปีที่ปล่อยออกมา แต่นาฬิกาที่ใหญ่กว่านั้นซับซ้อนเกินไปสำหรับการคำนวณดังกล่าว ดังนั้นจึงไม่ชัดเจนว่ากฎดังกล่าวใช้กับนาฬิกาประเภทอื่นด้วยหรือไม่
เพื่อทดสอบว่ามีการปลดปล่อยเอนโทรปีมากน้อยเพียงใดในการทำเครื่องหมายนาฬิกา
แบบง่าย Ares และเพื่อนร่วมงานได้ทำนาฬิกาจากเมมเบรนบาง ๆ หนาหลายสิบนาโนเมตรและยาว 1.5 มม. โดยแขวนไว้บนเสาสองเสา สัญญาณไฟฟ้าที่ส่งไปยังนาฬิกาทำให้เมมเบรนกระแทก ทำให้มีการงอขึ้นและลง การเคลื่อนไหวที่โค้งงอนี้เกิดขึ้นซ้ำๆ เป็นระยะๆ เช่น การติ๊กที่คงที่ของนาฬิกา และเสาอากาศบันทึกการเคลื่อนไหวนั้น ยิ่งสัญญาณไฟฟ้ามีพลังมากเท่าไร นาฬิกาก็ยิ่งเดินได้แม่นยำมากขึ้นเท่านั้น และเมื่อความแม่นยำของนาฬิกาเพิ่มขึ้น เอนโทรปีซึ่งเป็นผลมาจากความร้อนที่เกิดขึ้นในวงจรของเสาอากาศก็เพิ่มขึ้นในขั้นตอนล็อก
ผลลัพธ์ดังกล่าวแสดงให้เห็นว่าความสัมพันธ์ทางทฤษฎีสำหรับนาฬิกาควอนตัมยังใช้กับนาฬิกาประเภทอื่นด้วย นักฟิสิกส์ Juan Parrondo จาก Complutense University of Madrid ผู้ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษานี้กล่าวว่า “เป็นเรื่องดีที่มีสิ่งนั้น “สิ่งที่ฉันไม่แน่ใจก็คือความสัมพันธ์ประเภทนี้ที่พวกเขาพบนั้นเป็นสากลมากเพียงใด” นักวิจัยศึกษานาฬิกาเพียงรุ่นเดียวเท่านั้น ยังไม่ชัดเจนว่าความสัมพันธ์ระหว่างความแม่นยำและเอนโทรปีมีผลกับนาฬิกาโดยทั่วไปหรือไม่ Parrondo กล่าว
แต่นักวิทยาศาสตร์บางคนสงสัยว่าความสัมพันธ์อาจเป็นแบบสากล โดยเผยให้เห็นลักษณะพื้นฐานของการทำงานของนาฬิกา การศึกษาใหม่ “จะผลักดันเราให้ไปในทิศทางนี้มากยิ่งขึ้น” Ralph Silva นักฟิสิกส์ควอนตัมจาก ETH Zurich ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการวิจัยกล่าว “เป็นจุดข้อมูลที่สนับสนุนว่าอาจเป็นกรณีสำหรับนาฬิกาทั้งหมด แต่นั่นไม่ได้รับการพิสูจน์”
เพื่อให้นาฬิกาทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือ นาฬิกาจะต้องผ่านกระบวนการที่มีทิศทางที่ต้องการในเวลา หากนาฬิกาไม่สร้างเอนโทรปี มันก็มีแนวโน้มที่จะวิ่งไปข้างหน้าพอๆ กับถอยหลัง และยิ่งนาฬิกาสร้างเอนโทรปีมากเท่าไร กลไกนาฬิกาก็จะยิ่งมีความผันผวนน้อยลงเท่านั้น — ก้าวถอยหลังชั่วคราวซึ่งจะทำให้ความแม่นยำของนาฬิกาลดลง
ดังนั้นหากความแม่นยำของนาฬิกาทั้งหมดทำให้เอนโทรปีเพิ่มขึ้น การแลกเปลี่ยนนั้นอาจสะท้อนถึงความเชื่อมโยงที่ใกล้ชิดระหว่างกาลเวลากับการวัดบาคาร่าเว็บตรง
