Niektoré kvantové systémy nikdy nevykazujú rovnováhu. Fyzici sa to roky snažia pochopiť
Ak extrahujete studený nápoj zchladničku a položte nádobu s ňou na stôl, potom po chvíli kvapalina nadobudne izbovú teplotu. To znamená, že medzi kvapalinou a miestnosťou bude vytvorená tepelná rovnováha. Na makroúrovni je toto pravidlo vždy rešpektované, ale keď prídu na rad kvantové zákony, niekedy sa začne diať niečo zvláštne.
Výskumný text
Na druhej strane nestabilné kvantové systémy sa nedostanú do rovnováhy. Je to, ako keby sa pohár vody z chladničky pri izbovej teplote začal ochladzovať.
Vedkyňa z Zürišského inštitútu teoretickej fyziky Nicolo Defenou teraz našla spôsob, ako elegantne vysvetliť toto správanie.
Uvažoval o jednorozmernom systéme, v ktorom existujejediná kvantová častica, ktorá môže byť iba v striktne obmedzených polohách pozdĺž čiary. Je to podobné ako v hre, v ktorej sa figúrka pohybuje po priamke o toľko štvorcov, koľko naznačuje hod kostkou. Napríklad, že existuje kocka, ktorej všetky strany sú označené ako „jedna“ alebo „mínus jedna“, a predpokladajme, že hráč ňou hodí raz, druhým, tretím. Figurína sa presunie na susedné námestie a odtiaľ sa buď vráti späť, alebo prejde na ďalšie. Atď.
Otázka však znie:čo sa stane, ak hráč hodí kockou nekonečným počtom krát? Ak je v hre len niekoľko políčok, potom sa z času na čas vráti do svojho východiskového bodu. Je však úplne nemožné predpovedať, kde presne sa v danom čase bude nachádzať - koniec koncov, hody kockou sú neznáme. Podobná situácia sa vyvíja s časticami, ktoré sa riadia zákonmi kvantovej mechaniky: nie je možné presne vedieť, kde sa v danom momente nachádzajú. Ich umiestnenie je však možné určiť pomocou rozdelení pravdepodobnosti.
Výsledkom je každá distribúciarôzna superpozícia pravdepodobností pre jednotlivé miesta a zodpovedá určitému energetickému stavu častice. Výsledkom je, že počet stavov stabilnej energie sa zhoduje s počtom stupňov voľnosti systému, a preto presne zodpovedá počtu prípustných polôh. Stojí za zmienku, že všetky stabilné rozdelenia pravdepodobnosti v počiatočnom bode nie sú vôbec rovnaké ako nula. Výsledkom je, že v určitom bode sa kocka vráti na svoje pôvodné miesto.
Pre kvantovú časticu to znamenáexistuje nepreberné množstvo spôsobov, ako možno kombinovať pravdepodobnosti jednotlivých miest do rozdelenia. V dôsledku toho už nemôžu zaberať len určité diskrétne energetické stavy, ale aj všetky možné v spojitom spektre. Nová teória, ktorú predložil Nicolo Defenu, vysvetľuje to, čo vedci už mnohokrát pozorovali v experimentoch: systémy, v ktorých dochádza k interakciám na veľké vzdialenosti, nedosahujú stabilnú rovnováhu, ale skôr metastabilný stav, v ktorom sa vždy vrátia do svojej pôvodnej polohy.
Čítaj viac
Japonskí vedci predstavili metódu pohybu objektov zvukovými vlnami
Rusko a USA majú lietadlá Doomsday: ako a kam budú lietať v prípade konca sveta
Prvýkrát v histórii 9 hviezd zmizlo za pol hodinu a nevrátilo sa