SANTA BARBARA, Calif. —ของเล่นง่ายๆ ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เว็บสล็อตออนไลน์เข้าใจรายละเอียดใหม่เกี่ยวกับกระบวนการควอนตัมลึกลับเสียงคลิกกระทบกันของลูกบอลโลหะในเปลของนิวตันสร้างความบันเทิงให้นักศึกษาฟิสิกส์มาอย่างยาวนาน ตอนนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างของเล่นขึ้นใหม่ในระดับอะตอม โดยใช้ของเล่นดังกล่าวเพื่อตรวจสอบว่าระบบควอนตัมเข้าถึงสภาวะสมดุลที่เรียกว่าสมดุลความร้อนได้อย่างไร
ทิ้งแก้วกาแฟร้อนไว้บนเคาน์เตอร์ แล้วกาแฟจะค่อยๆ
เย็นลงจนกว่าจะถึงสมดุลความร้อน ซึ่งตรงกับอุณหภูมิของห้อง กระบวนการที่เรียกว่าการทำให้เป็นความร้อนนั้นเป็นที่เข้าใจกันดีในระดับถ้วยกาแฟ แต่ในระดับควอนตัม การทำให้เป็นความร้อนจะขุ่นมัว
นักฟิสิกส์ Benjamin Lev จาก Stanford University ซึ่งนำเสนอผลงานในวันที่ 26 มิถุนายนที่การ ประชุม Quantum Thermodynamicsที่ Kavli Institute for Theoretical Physics ที่ University of California, Santa Barbara กล่าวว่า “นี่เป็นสาขาฟิสิกส์ที่เราไม่เข้าใจโดยพื้นฐาน. การขาดความเข้าใจในกระบวนการพื้นฐานดังกล่าวหมายความว่า “นักวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องตรวจสอบ” เลฟกล่าว ดังนั้นเขาและเพื่อนร่วมงานจึงศึกษาว่าการนำความโกลาหลมาสู่เปลของควอนตัมนิวตันช่วยปูทางไปสู่การทำให้เป็นความร้อนได้อย่างไร
เปลของนิวตันประกอบด้วยทรงกลมโลหะห้อยห้อยเป็นแถว ดึงลูกบอลหนึ่งลูกจากด้านท้ายแล้วปล่อยให้มันถอยกลับไปชนเพื่อนบ้าน และลูกบอลที่ปลายอีกข้างหนึ่งจะโผล่ออกมาก่อนที่จะเหวี่ยงกลับและทำขั้นตอนซ้ำ การเคลื่อนไหวซ้ำๆ เป็นประจำนี้จะดำเนินต่อไปจนกว่าการเสียดสีจะทำให้การแกว่งของลูกบอลช้าลง
รุ่นควอนตัมแทนที่ทรงกลมเหล่านั้นด้วยแถวของอะตอมที่เย็นเยือกและติดเลเซอร์ เลฟและคณะได้สร้างอาร์เรย์ของประคองควอนตัมนิวตันประมาณ 700 ตัว ซึ่งแต่ละอันประกอบด้วยอะตอมของดิสโพรเซียมประมาณ 50 อะตอม และเตะพวกมันให้เคลื่อนที่ด้วยเลเซอร์
เพื่อให้เปลของนิวตันควอนตัมกลายเป็นความร้อน
อะตอมทั้งหมดจะต้องเคลื่อนที่แบบสุ่ม – คล้ายกับโมเลกุลที่กระตุกในถ้วยกาแฟ – แทนที่จะเป็นรูปแบบไปมาปกติ เพื่อให้บรรลุการสุ่มดังกล่าว Lev และเพื่อนร่วมงานใช้ประโยชน์จากข้อเท็จจริงที่ว่าอะตอมของดิสโพรเซียมเป็นแม่เหล็ก นอกเหนือจากการชนกัน อะตอมยังดึงกันและกันด้วยสนามแม่เหล็ก การโต้ตอบเพิ่มเติมนั้นทำให้เกิดความโกลาหลที่รบกวนการเคลื่อนไหวของอะตอม ( SN Online: 9/16/13 )
โดยการเปลี่ยนทิศทางของขั้วแม่เหล็กของอะตอม Lev และเพื่อนร่วมงานได้ปรับความแรงของปฏิกิริยาแม่เหล็กและศึกษาวิธีที่ระบบเข้าใกล้สมดุล ในตอนแรกอะตอมมีความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วไปสู่สภาวะสมดุลทางความร้อนจากนั้นจึงเปลี่ยนเป็นการเคลื่อนตัวที่ช้ากว่า Lev และเพื่อนร่วมงานรายงานในบทความที่ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 2 พฤษภาคมในPhysical Review X
ผลลัพธ์อาจมีความสำคัญสำหรับการออกแบบอุปกรณ์ ultrasmall ( SN: 3/19/16, p. 18 ) และคอมพิวเตอร์ควอนตัมซึ่งสามารถทำการคำนวณอย่างมีประสิทธิภาพโดยใช้กลศาสตร์ควอนตัม ( SN: 7/8/17, p. 28 ) นักฟิสิกส์ Jörg Schmiedmayer จาก Technische Universität Wien ในออสเตรีย ผู้ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการวิจัยกล่าวว่า หากคุณต้องการมีคอมพิวเตอร์ควอนตัม คอมพิวเตอร์ควอนตัมจะห่างไกลจากความสมดุล นั่นเป็นเพราะว่าในสภาวะสมดุล ข้อมูลจะสูญหายไปเนื่องจากการแย่งชิงคุณสมบัติของอนุภาค
ดังนั้นการทำความเข้าใจว่าระบบควอนตัมเข้าถึงสมดุลได้อย่างไรจึงเป็นหัวข้อการศึกษาที่กำลังพัฒนาอย่างรวดเร็ว “ในอีก 20 ปี … เราจะมีความเข้าใจที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงเกี่ยวกับอุณหพลศาสตร์ของระบบควอนตัม” Schmiedmayer กล่าวสล็อตออนไลน์
