Unele sisteme cuantice nu prezintă niciodată echilibru. Fizicienii au încercat de ani de zile să înțeleagă
Dacă extrageți o băutură rece dinfrigiderul și așezați recipientul cu el pe masă, apoi după un timp lichidul va căpăta temperatura camerei. Adică, echilibrul termic va fi stabilit între lichid și cameră. La nivel macro, această regulă este întotdeauna respectată, dar când intră în joc legile cuantice, uneori începe să se întâmple ceva ciudat.
Cercetare textuală
La rândul lor, sistemele cuantice instabile nu ajung la echilibru. Parcă un pahar de apă din frigider la temperatura camerei începe să se răcească.
Nicolo Defenou, om de știință la Institutul de Fizică Teoretică din Zurich, a găsit acum o modalitate de a explica elegant acest comportament.
El a considerat un sistem unidimensional în care existăsingura particulă cuantică care poate fi doar în poziții strict limitate de-a lungul liniei. Acest lucru este similar cu un joc în care figura se mișcă de-a lungul unei linii drepte pentru cât mai multe celule, așa cum este indicat de lansarea matriței. De exemplu, că există un zar, toate fețele cărora sunt marcate ca „una” sau „minus una” și să presupunem că jucătorul o aruncă o dată, a doua, a treia. Figurina se va muta într-un pătrat adiacent, iar de acolo fie se va întoarce, fie va merge la următorul. Etc.
Cu toate acestea, întrebarea este:ce se întâmplă dacă jucătorul aruncă matrița de nenumărate ori? Dacă există doar câteva pătrate în joc, atunci din când în când va reveni la punctul său de plecare. Dar este complet imposibil să prezicem exact unde va fi la un moment dat - la urma urmei, lansările de matrițe sunt necunoscute. O situație similară se dezvoltă cu particule care respectă legile mecanicii cuantice: este imposibil să știm exact unde se află într-un moment dat în timp. Totuși, locația lor poate fi determinată folosind distribuții de probabilitate.
Fiecare distribuție este rezultatulsuprapunere diferită de probabilități pentru locuri individuale și corespunde unei anumite stări de energie a particulei. Ca urmare, numărul stărilor energetice stabile coincide cu numărul de grade de libertate ale sistemului și, prin urmare, corespunde exact numărului de poziții admisibile. Este demn de remarcat faptul că toate distribuțiile de probabilitate stabile la punctul de plecare nu sunt deloc egale cu zero. Ca urmare, la un moment dat, cubul revine la locația inițială.
Pentru o particulă cuantică aceasta înseamnă căexistă un număr incomensurabil de moduri în care probabilitățile locațiilor individuale pot fi combinate pentru a forma distribuții. Ca urmare, ele nu mai pot ocupa doar anumite stări de energie discrete, ci și toate posibilele într-un spectru continuu. Noua teorie prezentată de Nicolo Defenu explică ceea ce oamenii de știință au observat deja de multe ori în experimente: sistemele în care au loc interacțiuni pe distanță lungă nu ating un echilibru stabil, ci mai degrabă o stare metastabilă în care revin mereu la poziția inițială.
Citeste mai mult
Oamenii de știință japonezi au prezentat o metodă de mișcare a obiectelor cu unde sonore
Rusia și Statele Unite au avioane Doomsday: cum și unde vor zbura în cazul sfârșitului lumii
Pentru prima dată în istorie, 9 stele au dispărut în jumătate de oră și nu s-au mai întors