大家都知道,熱力學(xué)第三定律解釋了絕對(duì)零度的定義,即可以獲得的最低溫度值。但最近在已發(fā)表的學(xué)術(shù)論文中激起了關(guān)于這一的激烈辯論。
在《自然》雜志上發(fā)表的一篇文章旨在通過使用量子力學(xué)的原理證明第三定律來澄清這一辯論。倫敦大學(xué)化學(xué)院的研究人員用簡(jiǎn)單的步驟表明了將系統(tǒng)冷卻到絕對(duì)零度是不可能的,這被稱為不可實(shí)現(xiàn)性原理,并且發(fā)現(xiàn)可以通過系統(tǒng)冷卻速度來進(jìn)行定義。
Lluis Masanes博士:
“在有限時(shí)間內(nèi)將系統(tǒng)冷卻到絕對(duì)零度是完全不可能的,并且我們建立了時(shí)間和所能達(dá)到最低溫度之間的關(guān)系,這就是冷卻的速度。”
但冷卻速度不是通用的(如光速),而是取決于環(huán)境中聲音傳播速度以及能量在其中注入的速度。
冷卻的過程可以看作是一個(gè)計(jì)算,冷卻器系統(tǒng)具有較低的能量,并且其可以將自身調(diào)節(jié)為較低的狀態(tài)。因此,在具有高能量的系統(tǒng)中,粒子可以以許多不同的配置結(jié)合。在某種程度上,這僅是猜測(cè),因?yàn)槟悴荒艽_定這些粒子的狀態(tài)。
在這個(gè)術(shù)語中,冷卻是一個(gè)信息問題。而這個(gè)信息理論與熱力學(xué)第二定律密切相關(guān),其中量子信息已經(jīng)被成功地用于證明。
不幸的是,第三定律的推導(dǎo)證明可能存在一些技術(shù)限制,但研究人員強(qiáng)調(diào),其理論價(jià)值更為重要。
合著者Jonathan Oppenheim教授:
“我們已經(jīng)得到了冷卻的速度限制,非常地快,但目前技術(shù)能力還沒有能夠接近這個(gè)速度限制,我們目前尚處在馬和推車的時(shí)代”
這種研究方式類似于發(fā)現(xiàn)光速,即使我們尚且無法完成它,但起碼明確了一點(diǎn)——速度限制的重要性
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