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雷尔科学】【雷尔科学小组选定】
翻译:Stone  校对:HaiLi
文章来源:
http://www.sciencealert.com/thermodynamics-arrow-of-time-reversed-under-quantum-conditions

2017年12月27日




 
物理学家创造出了可逆时间的热力学
 
【雷尔科学】【雷尔科学小组选定】物理学家们创造出了可逆时间的热力学等量

虽然大家都认为时间的箭头永远指向未来,但物理学家们总是很难解释为什么这是必然的。最近由一个国际物理学家小组进行的实验集中在人们经常用来定义时间的一个主要特征——能量的运动。

直觉上,时间是相当简单的。但是为什么时间不来回摆动? 

在一个(与外界)能量隔绝的系统中,比如我们的宇宙,物体趋向于从有序到无序,这特性让大型系统中的能量分布有了偏好。根据热力学定律,热的物体放在冷的房间内,你就不能期望房间会变的更冷,而物体变的更热。即使这热力学现象不能证明时间的存在,但给研究指出了一个方向。

研究小组观察了氯仿(chloroform,三氯甲烷),它是由一个碳原子、一个氢原子和三个氯原子组成的分子。当氯仿分子悬浮在丙酮(acetone)中时,研究人员利用强磁场操控氯仿粒子们的自旋,排列碳原子和氢原子的原子核。这使研究小组能够“倾听”粒子们的行为,同时研究人员用核磁共振慢慢加热原子核。按照公认的时间规则,热起来的原子核应该通过随机运动传递能量到较冷的粒子,直到它们的温度相同。但研究人员发现了一个相当有趣的例外——被加热的氢粒子变得更热,而被纠缠的、本来就冷的碳伙伴变得更冷。这意味着由于粒子们以前的相互作用,某些概率在距离上被锁定在一起,有点像量子纠缠的柔和版。换句话说,这项研究揭示了在非常有限的宇宙中的可逆时间的热力学等量。

由此可见,时间之箭不是绝对的。
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