• سه شنبه ۱۴ آذر ماه، ۱۳۹۶ - ۱۳:۵۲
  • دسته بندی : علمی و آموزشی
  • کد خبر : 969-10386-5
  • خبرنگار : 15180
  • منبع خبر : ----

معکوس شدن محور زمان در مقیاس کوانتومی

فنجان ولرم قهوه به طور ناگهانی خودش را گرم نمی‌کند. فرقی نمی‌کند چند ساعت آن را در مایکروویو خاموش بگذارید. اما در سیستم‌های کوانتومی الزاما چنین قوانینی صدق نمی‌کند.

به گزارش ایسنا- منطقه خراسان و به نقل از ساینس نیوز، در دنیای کوانتوم گرما می‌تواند تحت شرایط خاصی به طور خود به خودی از یک ذره کوانتومی سرد به یک ذره کوانتومی گرم جریان پیدا کند درست مثل این که هوای سرد یک فنجان قهوه را گرم کند. به نظر می‌رسد که در این پدیده جهت محور زمان معکوس می‌شود.

فرایندهای طبیعی رو به جلو به پیش می‌روند، اما معکوس نمی‌شوند. وجود این محور یک طرفه در زمان، از قانون دوم ترمودینامیک پیروی می‌کند این قانون می‌گوید که انتروپی یا بی‌نظمی در طول زمان میل به افزایش دارد. این قانون توضیح می‌دهد که چرا شکستن یک شیشه کار آسانی است، اما به سختی می‌توان آن را به حالت اول برگرداند و چرا گرما به طور خودبه خودی از یک جسم گرم به یک جسم سرد منتقل می‌شود، اما چنین اتفاقی در جهت معکوس روی نمی‌دهد.

در آزمایشی که به تازگی توسط روبرتو سرا، فیزیکدان دانشگاه فدرال ABC در سانتو آندره برزیل انجام شده، محققان مولکول های کلروفرم را که از کربن، هیدروژن و کلرین ساخته شده دستکاری کردند. دانشمندان ترتیبی دادند تا دما – که بر اساس احتمال پیدا شدن یک هسته در تراز انرژی بالاتر سنجیده می‌شود- در هسته های هیدروژن بالاتر از هسته‌های کربن باشد. وقتی تراز انرژی دو هسته به هم مرتبط نباشد گرما به شکل طبیعی جریان پیدا می‌کند یعنی از هیدروژن‌های گرم به کربن‌های سرد جریان می یابد. اما وقتی دو هسته همبستگی ‌کوانتومی قوی با هم داشته باشند، گرما در جهت معکوس جریان می‌یابد و هسته‌های گرم را گرم‌تر و هسته های سرد را سردتر می کند.

محقق این پروژه اریک لوتز، فیزیکدان نظری دانشگاه ارلانگن نورنبرگ در آلمان می‌گوید: نتایج این آزمایش نشان می‌دهد که محور زمان یک مفهوم مطلق نیست بلکه یک مفهوم نسبی است.

هر چند محور زمان ظاهرا برای دو ذره کوانتومی که محققان بر روی آنها مطالعه می‌کردند معکوس شد، اما در بقیه آزمایشگاه، محور زمان به جهت معمول خود ادامه می‌داد.

معکوس کردن محور زمان برای ذرات کوانتومی امکان‌پذیر بود، زیرا آنها به هم وابسته و مرتبط بودند. خواص آنها به شکلی به هم مرتبط است اما این ارتباط و پیوستگی در اجسام بزرگتر امکان پذیر نیست. این ارتباط کوانتوم‌ها را در هم گیر می‌اندازد، اما چندان قوی نیست.

دیوید جنینگز فیزیکدان دانشگاه آکسفورد می گوید: در شکل همبستگی‌ها نظم خاصی وجود دارد. این نظم مثل سوخت عمل می‌کند و می‌تواند گرما را در جهت عکس پیش ببرد.  

والتکو ودرال، فیزیکدان دانشگاه آکسفورد می 2گوید: این تحقیق به این معنی نیست که همه قوانین فیزیک زیر سوال رفته‌اند. دومین قانون ترمودینامیک فرض را بر این می‌گذارد که این گونه همبستگی‌ها وجود ندارد.

محققان امیدوارند از خواص ترمودینامیکی عجیب ذرات کوانتومی برای ایجاد موتورهای کوانتومی استفاده کنند تا کارهایی انجام دهند که فراتر از مکانیک معمولی است، از جمله کنترل جهت جریان گرما در مقیاس بسیار کوچک.


انتهای پیام

ارسال خبر به دوستان

* گیرنده(ها):

آدرس ایمیل ها را با علامت کاما از هم جدا نمایید. (حداکثر 3 آدرس پست الکترونیکی گیرنده را وارد نمایید)
متن ارسال:

ارسال نظر

نام و نام خانوادگی:
آدرس سایت شما:
* آدرس پست الکترونیکی:
* متن:
* کد مقابل را وارد نمایید: