اكتشف الفيزيائيون سبب عدم وصول بعض الأنظمة الكمومية إلى التوازن

بعض الأنظمة الكمومية لا تظهر التوازن أبدًا. لقد حاول الفيزيائيون منذ سنوات فهم ذلك

سبب عدم الاستقرار هذا. ومع ذلك، فقد اقترح العلماء الآن نظرية تضع كل شيء في مكانه. تم نشر المقال البحثي في ​​مجلة وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم.

إذا كنت تستخرج مشروبًا باردًا منالثلاجة وضع الحاوية معها على الطاولة ، وبعد فترة يكتسب السائل درجة حرارة الغرفة. بمعنى أنه سيتم إنشاء التوازن الحراري بين السائل والغرفة. على المستوى الكلي ، تُحترم هذه القاعدة دائمًا ، ولكن عندما تدخل قوانين الكم ، في بعض الأحيان يبدأ شيء غريب في الحدوث.

البحوث النصية

في المقابل ، لا تتوازن الأنظمة الكمومية غير المستقرة. إنه مثل كوب من الماء من الثلاجة في درجة حرارة الغرفة يبدأ في البرودة.

وجد نيكولو ديفينو ، العالم في معهد زيورخ للفيزياء النظرية ، طريقة لشرح هذا السلوك بأناقة.

لقد اعتبر نظامًا أحادي البعد يوجد فيهالجسيم الكمي الوحيد الذي يمكن أن يكون فقط في مواقع محدودة للغاية على طول الخط. هذا مشابه للعبة التي يتحرك فيها الشكل على طول خط مستقيم لأكبر عدد من الخلايا كما هو موضح بواسطة لفة القوالب. على سبيل المثال ، هناك نرد ، تم وضع علامة على جميع جوانبه كـ "واحد" أو "ناقص واحد" ، وافترض أن اللاعب يرميها مرة واحدة ، وثانيًا ، وثالثًا. سينتقل التمثال إلى مربع مجاور ، ومن هناك إما سيعود أو ينتقل إلى المربع التالي. إلخ.

ومع ذلك ، فإن السؤال هو:ماذا يحدث إذا قام اللاعب برمي النرد لعدد لا نهائي من المرات؟ إذا كان هناك عدد قليل من المربعات في اللعبة ، فستعود من وقت لآخر إلى نقطة البداية. لكن من المستحيل تمامًا التنبؤ بالضبط بمكان وجوده في أي وقت - بعد كل شيء ، فإن قوائم الموت غير معروفة. يتطور وضع مماثل مع الجسيمات التي تخضع لقوانين ميكانيكا الكم: من المستحيل معرفة مكانها بالضبط في لحظة معينة من الزمن. ومع ذلك ، يمكن تحديد موقعها باستخدام التوزيعات الاحتمالية.

كل توزيع هو النتيجةتراكب مختلف للاحتمالات للأماكن الفردية ويتوافق مع حالة طاقة معينة للجسيم. نتيجة لذلك ، يتطابق عدد حالات الطاقة المستقرة مع عدد درجات حرية النظام ، وبالتالي ، يتوافق تمامًا مع عدد المواقف المسموح بها. تجدر الإشارة إلى أن جميع توزيعات الاحتمالية الثابتة عند نقطة البداية لا تساوي إطلاقًا الصفر. نتيجة لذلك ، في مرحلة ما ، يعود المكعب إلى موقعه الأصلي.

بالنسبة للجسيم الكمي، هذا يعني ذلكهناك عدد لا يحصى من الطرق التي يمكن من خلالها الجمع بين احتمالات المواقع الفردية لتكوين التوزيعات. ونتيجة لذلك، لم تعد قادرة على احتلال حالات طاقة منفصلة معينة فقط، ولكن أيضًا جميع الحالات الممكنة في طيف مستمر. تشرح النظرية الجديدة التي طرحها نيكولو ديفينو ما لاحظه العلماء بالفعل مرات عديدة في التجارب: الأنظمة التي تحدث فيها تفاعلات بعيدة المدى لا تصل إلى توازن مستقر، بل إلى حالة شبه مستقرة تعود فيها دائمًا إلى وضعها الأصلي.

قراءة المزيد

قدم علماء يابانيون طريقة لتحريك الأجسام بالموجات الصوتية

لدى روسيا والولايات المتحدة طائرات Doomsday: كيف وأين ستطير في حالة نهاية العالم

لأول مرة في التاريخ اختفت 9 نجوم خلال نصف ساعة ولم تعد