Keistas Fizikos Fenomenas Rodo, Kad Objektai Gali Būti Dviejų Temperatūrų Vienu Metu

{h1}

Pirmasis naujas neapibrėžtumo principas, suformuluotas dešimtmečiais, padeda paaiškinti, kodėl kvantiniame objekte gali būti dvi temperatūros vienu metu.

Garsusis minčių eksperimentas, žinomas kaip Schrödingerio katė, reiškia, kad dėžutėje esanti katė gali būti ir negyva, ir gyva tuo pačiu metu - keistas reiškinys, kuris yra kvantinės mechanikos pasekmė.

Dabar Anglijos Ekseterio universiteto fizikai nustatė, kad panaši galūnių būsena gali egzistuoti ir esant temperatūroms: Objektai gali būti dvi temperatūros tuo pačiu metu kvantiniame lygyje. Šis keistas kvantinis paradoksas yra pirmasis visiškai naujas kvantinis neapibrėžtumo santykis, suformuluotas dešimtmečiais.

Kitas Heisenbergo principas

1927 m. Vokiečių fizikas Werneris Heisenbergas postulavo, kad kuo tiksliau išmatuosite kvantinės dalelės padėtį, tuo mažiau tiksliai galėsite žinoti jos impulsą ir atvirkščiai - taisyklę, kuri taptų dabar garsiu Heisenbergo neapibrėžtumo principu. [Susukta fizika: 7 protu nesuvokiami radiniai]

Naujas kvantinis neapibrėžtumas, teigiantis, kad kuo tiksliau žinai temperatūrą, tuo mažiau gali pasakyti apie energiją ir atvirkščiai, turi didelę įtaką nanomokslui, kuris tiria neįtikėtinai mažus objektus, mažesnius už nanometrą. Šis principas pakeis tai, kaip mokslininkai matuoja ypač mažų dalykų, tokių kaip kvantiniai taškai, maži puslaidininkiai ar pavieniai elementai, temperatūrą, teigė tyrėjai naujajame tyrime, kuris birželio mėnesį buvo paskelbtas žurnale „Nature Communications“.

Dešimtajame dešimtmetyje Heisenbergas ir danų fizikas Nielsas Bohras nustatė neapibrėžties santykį tarp energijos ir temperatūros nonquantum skalėje. Idėja buvo ta, kad jei norite sužinoti tikslią objekto temperatūrą, geriausias ir tiksliausias mokslinis būdas tai padaryti būtų panardinti jį į „rezervuarą“, tarkime, vandens kubilą ar šaldytuvą, pilną šaltas oras - esant žinomai temperatūrai, ir leiskite daiktui lėtai pakilti. Tai vadinama šilumine pusiausvyra.

Tačiau tą šiluminę pusiausvyrą palaiko objektas ir rezervuaras nuolat keičiasi energija. Todėl energija jūsų objekte didėja ir mažėja be galo mažomis sumomis, todėl neįmanoma tiksliai apibrėžti. Iš kitos pusės, jei norėtumėte žinoti tikslią savo objekto energiją, turėtumėte ją izoliuoti, kad jis negalėtų su niekuo susisiekti ir su juo keistis energija. Bet jei jūs jį izoliuotumėte, negalėtumėte tiksliai išmatuoti jo temperatūros naudodami rezervuarą. Šis apribojimas daro temperatūros neapibrėžtą.

Viskas pasidaro keisčiau, kai pereini prie kvantinės skalės.

Naujas neapibrėžtumo santykis

Net jei tipiško termometro energija šiek tiek pakyla aukštyn ir žemyn, ta energija vis tiek gali būti žinoma mažu diapazonu. Nauji tyrimai parodė, kad tai nėra tiesa kvantiniame lygmenyje. Visa tai lemia Schrödingerio katė. Šis minėtas eksperimentas pasiūlė teorinę katę dėžutėje su nuodu, kurį galėtų suaktyvinti radioaktyviųjų dalelių irimas. Pagal kvantinės mechanikos įstatymus, dalelė galėjo ir suirti, ir tuo pačiu metu nesuirti, tai reiškia, kad kol dėžutė nebus atidaryta, katė būtų ir negyva, ir gyva tuo pačiu metu - reiškinys, žinomas kaip superpozicija.

Tyrėjai pasitelkė matematiką ir teoriją, kad tiksliai numatytų, kaip tokia superpozicija veikia kvantinių objektų temperatūros matavimą. [Juokinga fizika: pačios mažiausios dalelės gamtoje]

„Kvanto atveju kvantinis termometras <...> tuo pačiu metu bus energetinių būsenų superpozicijoje“, - „WordsSideKick.com“ pasakojo Haris Milleris, vienas iš Ekseterio universiteto fizikų, sukūręs naują principą. "Mes pastebime, kad termometras nebeturi tiksliai apibrėžtos energijos ir faktiškai yra skirtingų būsenų derinyje iš karto, todėl tai iš tikrųjų prisideda prie temperatūros neapibrėžtumo, kurį galime išmatuoti."

Mūsų pasaulyje termometras gali mums pasakyti, kad objektas yra nuo 31 iki 32 laipsnių pagal Farenheitą (atėmus 0,5 ir nulį laipsnių Celsijaus). Kvantiniame pasaulyje termometras gali mums pasakyti, kad objektas yra tiek tos temperatūros Tuo pačiu metu. Naujasis neapibrėžtumo principas atspindi tą kvantinį keistumą.

Objektų sąveika kvantinėje skalėje gali sukurti superpozicijas, o kartu ir energiją. Senas neapibrėžtumo santykis šių efektų nepaisė, nes nesvarbiesiems objektams tai nesvarbu. Bet tai labai svarbu bandant išmatuoti kvantinio taško temperatūrą, ir šis naujas neapibrėžtumo santykis sudaro teorinę sistemą, pagal kurią bus atsižvelgiama į šias sąveikas.

Naujasis dokumentas galėtų padėti kiekvienam, kuris suprojektuos eksperimentą, kad išmatuotų temperatūros pokyčius objektuose, esančiuose žemiau nanometrų skalės, sakė Milleris. "Mūsų rezultatas jiems tiksliai pasakys, kaip tiksliai suprojektuoti savo zondus, ir pasakys, kaip atsiskaityti už jūsų gaunamą papildomą kvantinį neapibrėžtumą".

Iš pradžių paskelbta „WordsSideKick.com“.


Vaizdo Papildas: .




Tyrimas


„Dino Fosilijų“ Pardavėjas, Susijęs Su Juodojoje Rinkoje, Teigia Prokurorai
„Dino Fosilijų“ Pardavėjas, Susijęs Su Juodojoje Rinkoje, Teigia Prokurorai

Zimbabvėje Dramblio Sutriuškintas Medžiotojas
Zimbabvėje Dramblio Sutriuškintas Medžiotojas

Mokslas Naujienos


Porttershocks Gali Sukelti Portendo Žemės Drebėjimą
Porttershocks Gali Sukelti Portendo Žemės Drebėjimą

Pažvelgta Į „Nuostabiausią“ Palydovinį Vaizdą, Rodantį Giliausią Kalifornijos Ugnį
Pažvelgta Į „Nuostabiausią“ Palydovinį Vaizdą, Rodantį Giliausią Kalifornijos Ugnį

Nuotraukose: Viduramžių Skeletas, Įsipainiojęs Į Medžių Šaknis
Nuotraukose: Viduramžių Skeletas, Įsipainiojęs Į Medžių Šaknis

Iš Jeruzalės Kasinėjimų Kyla Įsimylėjėlių Vamzdžių Svajonės
Iš Jeruzalės Kasinėjimų Kyla Įsimylėjėlių Vamzdžių Svajonės

Naujų 3D Filmų Metu Paaiškėjo, Kad Drugelių Nuotaikinga Pasaka
Naujų 3D Filmų Metu Paaiškėjo, Kad Drugelių Nuotaikinga Pasaka


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com