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破镜重圆?准粒子衰变并重新组装自己!违反热力学第二定律?

发布时间:2019-06-24 20:02 来源:未知 编辑:admin

  在宏观世界中,衰变是无情的:破碎的物质无法重新组装起来,比如你不能把破碎的镜子再组装回来原样。然而,在量子世界中,其他定律也是有效的:新研究表明,所谓的准粒子能够衰变并重新组装自己,因此几乎是不朽的。这些都是开发持久数据存储器的良好前景。俗话说,没有什么是永恒的,物理定律证实了这一点:在我们的星球上,所有过程都会增加熵,从而导致分子无序。例如一个破碎的玻璃杯再也不能把自己重新组装起来。

  慕尼黑工业大学(TUM)和马克斯·普朗克复杂系统物理研究所的理论物理学家发现,在日常世界中看似不可思议的事情在微观层面上是可能的。到目前为止,人们的假设是,相互作用量子系统中的准粒子在一段时间后会衰变。现在知道事实恰恰相反:强相互作用甚至可以完全阻止衰变。晶体中的集体晶格振动,即所谓的声子,就是这种准粒子的一个例子。准粒子的概念是由物理学家、诺贝尔奖得主列夫·达维多维奇·兰道(Lev Davidovich Landau)提出。

  用它来描述许多粒子的集体状态,或者更确切地说,由于电磁力的相互作用,由于这种相互作用,几个粒子就像一个单独的粒子。到目前为止,还不清楚在相互作用的系统中,哪些过程会影响这些准粒子的命运,直到现在,才拥有了能够计算复杂相互作用的数值方法,以及性能足以求解这些方程的计算机。该研究的第一作者鲁本·弗雷森(Ruben Verresen)说,精细模拟的结果是:

  无可否认,准粒子确实会衰变,但新的、相同的粒子实体会从碎片中出现。如果衰变速度非常快,一段时间后就会发生相反的反应,碎片就会再次聚合。这个过程可能会无休止地重复,在破碎和重生之间出现持续的振荡。从物理的角度来看,这种振荡是一种转化为物质的波,根据波粒二象性,这是可能的。因此,“不朽”准粒子不违反热力学第二定律。它们的熵保持不变,衰变已经停止。

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