Nogle kvantesystemer udviser aldrig ligevægt. Fysikere har i årevis forsøgt at forstå
Hvis du udvinder en kold drink frakøleskab og læg beholderen med den på bordet, så får væsken efter et stykke tid stuetemperatur. Det vil sige, termisk ligevægt etableres mellem væsken og rummet. På makroniveau respekteres denne regel altid, men når kvantelove kommer i spil, begynder nogle gange noget underligt at ske.
Forskningstekst
Til gengæld kommer ustabile kvantesystemer ikke i ligevægt. Det er som et glas vand fra køleskabet ved stuetemperatur begynder at køle ned.
Nicolo Defenou, en videnskabsmand ved Zürich Institut for Teoretisk Fysik, har nu fundet en måde at elegant forklare denne adfærd på.
Han betragtede et endimensionelt system, hvor der erden eneste kvantepartikel, der kun kan være i strengt begrænsede positioner langs linjen. Dette svarer til et spil, hvor figuren bevæger sig langs en lige linje for så mange celler som angivet af matricen. For eksempel, at der er en terning, hvor alle sider er markeret som "en" eller "minus en", og formoder, at spilleren kaster den en, anden, tredje. Figuren bevæger sig til en tilstødende firkant, og derfra vil den enten gå tilbage eller gå til den næste. Etc.
Spørgsmålet er dog:hvad sker der, hvis spilleren ruller matricen et uendeligt antal gange? Hvis der kun er et par firkanter i spillet, vender det fra tid til anden tilbage til dets startpunkt. Men det er helt umuligt at forudsige nøjagtigt, hvor han vil være til enhver tid - når alt kommer til alt er matricerne ukendte. En lignende situation udvikler sig med partikler, der adlyder kvantemekanikens love: det er umuligt at vide nøjagtigt, hvor de er på et givet tidspunkt. Alligevel kan deres placering bestemmes ved hjælp af sandsynlighedsfordelinger.
Hver distribution er resultatetforskellig superposition af sandsynligheder for individuelle steder og svarer til en bestemt energitilstand for partiklen. Som et resultat falder antallet af stabile energitilstande sammen med antallet af systemets frihedsgrader og svarer derfor nøjagtigt til antallet af tilladte positioner. Det er værd at bemærke, at alle stabile sandsynlighedsfordelinger ved startpunktet slet ikke er lig med nul. Som et resultat vender terningen på et tidspunkt tilbage til sin oprindelige placering.
For en kvantepartikel betyder det detder er et umådeligt antal måder, hvorpå sandsynligheden for individuelle lokaliteter kan kombineres til fordelinger. Som følge heraf kan de ikke længere kun optage visse diskrete energitilstande, men også alle mulige i et kontinuerligt spektrum. Den nye teori, fremsat af Nicolo Defenu, forklarer, hvad videnskabsmænd allerede har observeret mange gange i eksperimenter: systemer, hvor langdistanceinteraktioner forekommer, når ikke en stabil ligevægt, men snarere en metastabil tilstand, hvor de altid vender tilbage til deres oprindelige position .
Læs mere
Japanske forskere præsenterede en metode til at flytte objekter med lydbølger
Rusland og USA har dommedagsfly: hvordan og hvor de vil flyve i tilfælde af verdens ende
For første gang i historien forsvandt 9 stjerner på en halv time og vendte ikke tilbage