Vissa kvantsystem uppvisar aldrig jämvikt. Fysiker har i flera år försökt förstå
Om du extraherar en kall dryck frånkylskåp och placera behållaren med den på bordet, sedan får vätskan rumstemperatur efter ett tag. Det vill säga termisk jämvikt kommer att upprättas mellan vätskan och rummet. På makronivå respekteras denna regel alltid, men när kvantlagar spelar in börjar ibland något konstigt att hända.
Forskningstext
I sin tur kommer instabila kvantsystem inte i jämvikt. Det är som ett glas vatten från kylskåpet vid rumstemperatur börjar svalna.
Nicolo Defenou, forskare vid Zürichs institut för teoretisk fysik, har nu funnit ett sätt att elegant förklara detta beteende.
Han betraktade ett endimensionellt system där det finnsden enda kvantpartikeln som bara kan vara i strikt begränsade positioner längs linjen. Detta liknar ett spel där figuren rör sig längs en rak linje för så många celler som indikeras av matrullen. Till exempel att det finns en tärning, vars sidor är markerade som "en" eller "minus en", och antar att spelaren kastar den en gång, andra, tredje. Statyetten kommer att flytta till ett intilliggande torg och därifrån går det antingen tillbaka eller går till nästa. Etc.
Frågan är dock:vad händer om spelaren rullar formen ett oändligt antal gånger? Om det bara finns några få kvadrater i spelet kommer det då och då att återgå till sin startpunkt. Men det är helt omöjligt att förutsäga exakt var han kommer att vara vid varje given tidpunkt - trots allt är matrullarna okända. En liknande situation utvecklas med partiklar som följer kvantmekanikens lagar: det är omöjligt att veta exakt var de befinner sig vid en given tidpunkt. Ändå kan deras plats bestämmas med hjälp av sannolikhetsfördelningar.
Каждое распределение является результатом olika överlagringar av sannolikheter för enskilda platser och motsvarar ett visst energitillstånd hos partikeln. Som ett resultat sammanfaller antalet stabila energitillstånd med antalet frihetsgrader i systemet och motsvarar därför exakt antalet antalet tillåtna positioner. Det är värt att notera att alla stabila sannolikhetsfördelningar vid startpunkten inte alls är lika med noll. Som ett resultat återgår kuben någon gång till sin ursprungliga plats.
För en kvantpartikel betyder detta detdet finns ett omätligt antal sätt på vilka sannolikheterna för enskilda platser kan kombineras för att bilda distributioner. Som ett resultat kan de inte längre uppta bara vissa diskreta energitillstånd, utan även alla möjliga i ett kontinuerligt spektrum. Den nya teorin, som lagts fram av Nicolo Defenu, förklarar vad forskare redan har observerat många gånger i experiment: system där långväga interaktioner inträffar når inte en stabil jämvikt, utan snarare ett metastabilt tillstånd där de alltid återgår till sin ursprungliga position .
Läs mer
Japanska forskare presenterade en metod för att flytta objekt med ljudvågor
Ryssland och USA har dommedagsflygplan: hur och vart de ska flyga i händelse av världens ände
För första gången i historien försvann 9 stjärnor på en halvtimme och återvände inte