Noen kvantesystemer viser aldri likevekt. Fysikere har prøvd i årevis å forstå
Hvis du tar ut en kald drink frakjøleskapet og legg beholderen med den på bordet, og etter en stund vil væsken få romtemperatur. Det vil si at termisk likevekt vil bli etablert mellom væsken og rommet. På makronivå blir denne regelen alltid respektert, men når kvantelover spiller inn, begynner det noen ganger å skje noe rart.
Forskningstekst
В свою очередь, нестабильные квантовые системы не приходят в равновесие. Это похоже на то, если бы стакан воды из холодильника при комнатной температуре начинал остывать.
Nicolo Defenou, forsker ved Zurich Institute for Theoretical Physics, har nå funnet en måte å elegant forklare denne oppførselen.
Han vurderte et endimensjonalt system der det erden eneste kvantepartikkelen som bare kan være i strengt begrensede posisjoner langs linjen. Det ligner på et spill der figuren beveger seg langs en rett linje for så mange firkanter som indikert av terningrullen. For eksempel at det er en terning, alle sider som er merket som "en" eller "minus en", og anta at spilleren kaster den en gang, andre, tredje. Figuren vil flytte til det tilstøtende torget, og derfra vil den enten gå tilbake eller gå til den neste. Etc.
Spørsmålet er imidlertid:hva skjer hvis spilleren ruller terningen et uendelig antall ganger? Hvis det bare er noen få ruter i spillet, vil det fra tid til annen gå tilbake til utgangspunktet. Men det er helt umulig å forutsi nøyaktig hvor han vil være til enhver tid - tross alt er terningkastene ukjente. En lignende situasjon utvikler seg med partikler som følger kvantemekanikkens lover: det er umulig å vite nøyaktig hvor de befinner seg på et gitt tidspunkt. Likevel kan plasseringen deres bestemmes ved hjelp av sannsynlighetsfordelinger.
Hver fordeling er resultatetforskjellig overlagring av sannsynligheter for individuelle steder og tilsvarer en viss energitilstand for partikkelen. Som et resultat faller antallet stabile energistater sammen med antallet frihetsgrader i systemet og tilsvarer derfor nøyaktig antall tillatte stillinger. Det er verdt å merke seg at alle stabile sannsynlighetsfordelinger ved utgangspunktet slett ikke er lik null. Som et resultat, på et tidspunkt, går kuben tilbake til sin opprinnelige plassering.
For en kvantepartikkel betyr dette detdet er et umåtelig antall måter sannsynlighetene for individuelle steder kan kombineres for å danne fordelinger. Som et resultat kan de ikke lenger kun okkupere visse diskrete energitilstander, men også alle mulige i et kontinuerlig spektrum. Den nye teorien fremsatt av Nicolo Defenu forklarer hva forskere allerede har observert mange ganger i eksperimenter: systemer der langdistanseinteraksjoner forekommer når ikke en stabil likevekt, men snarere en metastabil tilstand der de alltid vender tilbake til sin opprinnelige posisjon.
Les mer
Japanske forskere presenterte en metode for å flytte gjenstander med lydbølger
Russland og USA har dommedagsfly: hvordan og hvor de skal fly i tilfelle verdens ende
For første gang i historien forsvant 9 stjerner på en halv time og kom ikke tilbake