Alex Nikulov
Miért a termodinamika második törvénye sérül kvantum rendszerek
Összefoglaló a fő oka.
Sérti a termodinamika második törvénye fakad megsértése a posztulátum a kaotikus forgalom az egyensúlyi állapot.
Ahhoz, hogy megértsük, mennyire fontos a posztulátum véletlenszerűség, hogy mentse a termodinamika második törvénye lehet tekinteni egy eszköz, amely egy lemezjátszó, racsnis javasolják híres Feynman előadások a fizika [1] p.138. Feynman kimutatta meggyőzően, hogy a véletlenszerű mozgás a molekulák nem lehet alakítani hasznos munkát ellenére racsnis zárópecek. De ez csak akkor, ha a véletlen mozgás. Ha a molekulák nem mozog nagyon szeszélyes, például ha a valószínűsége, hogy mozgás az óramutató járásával megegyező irányban meghaladja a valószínűsége a mozgás az ellenkező irányba, a munka kerülhet sor nélkül is racsnis, és Flea, amely Feynman lógott egy szál a dobot is fel lehetne vetni, megsérti a termodinamika második törvénye.
A posztulátum véletlenszerű természete minden mozgást az egyensúlyi állapotot által javasolt Maxwell és Boltzmann, mint egy kompromisszum a alapjait a klasszikus termodinamika és kinetikai elmélet a hő, mivel a örökmozgó az atomok. Amikor a 20. század elején, az elméletük felismerték és elismerték a kompromisszum, amely szerint az örökmozgó létezik, de ez mindig kaotikus, és ezért nem használható hasznos munkát.
A támogatói klasszikus termodinamika a 19. században épült, a feltevést, hogy lehetetlen örökmozgó, örökmozgó elismerés elfogadhatatlan volt. Ezért a kinetikus elmélete, a hő és a Maxwell-Boltzmann régen felismerték a sok tudós, annak ellenére, hogy felajánlotta az üdvösséget a termodinamika második törvénye, feltételezik a véletlenszerűséget örökmozgó. Végül a szempontból Maxwell és Boltzmann nyert csak az elején a 20. század (lásd. Például [2]). Fontos szerepe van ebben játszott a tanulmány Brown-mozgás. „A megnyitó után a Brown-mozgás szigorú értelmezése a második lehetetlenné válik: itt volt egy igazi élmény, ami azt mutatta, függetlenül attól, hogy mit molekuláris elmélet a termodinamika második törvénye folyamatosan megsértik a természetben, egy örökmozgó, a második fajta nem csak nem kizárt, de mindig elvégezni a szemünk előtt „(idézet a [4], str.347).
Brown-mozgás egyértelmű bizonyítéka nem csak örökmozgó, hanem egy örökmozgó, mivel a mozgás a kis részecskék figyelhető egyensúlyi állapotban jelenlétében súrlódás, ami lehetetlen jelenléte nélkül a hajtóerő. Figyeljük meg, hogy a javasolt Langevin egyenlet írja le a Brown-mozgást fel lehet használni, hogy leírja a mozgás a test, például egy járművet. De szerint az uralkodó vélemény most az autó, szemben a Brown-részecskék, nem tud mozogni, üzemanyag nélkül, így nem tudjuk használni erő mozgatni a Brown-részecskéket (Langevin erő) mozgatni az autót, köszönhetően annak véletlenszerűséget. A posztulátum a kaotikus mozgás atomok természetesen kiterjesztették Brown mozgás.
Ez posztulátum megjelent keretében a klasszikus mechanika, nem csak azért, mert a hit a lehetetlen örökmozgó hasznos (haszontalan létét örökmozgó nyilvánvaló abból a megfigyelésből Brown-mozgás). Mivel a tér által szimmetria állapot valószínűségének P és a sebessége v az egyensúlyi állapot független annak iránya a P (V) = P (-v). az átlagos sebesség egyenlő nullával
Ez a következtetés megegyezik a nulla jelenti sebessége minden mozgást az egyensúlyi állapot nem lehet terjeszteni a kvantumrendszer, mint szerint a kvantummechanika a spektrum engedélyezett államok lehetnek diszkrét. Ez azt jelenti, hogy az elv véletlenszerűség lehet feltárni egyes kvantum rendszerekben, mivel a véletlenszerűség jár, különösen a nulla átlagsebesség. Ezért általánossá abszolút állapotát a termodinamika második törvénye a kvantum rendszerek nem indokolható.
Persze, nem minden az egyensúlyi állapot egy nem nulla átlagsebesség fenyeget a második törvény. Például a mozgás az elektronok egy atom vagy egy szupravezető áram nulla impedancia ez nem fenyegeti. Csak veszélyeztetheti irányított mozgása egyensúlyi állapotban a súrlódás, azaz a irányított Brown-mozgás. Így irányított Brown-mozgás, amint azt az [5]. állandó áram (tartós áram) ami megfigyelhető, például mezoszkópikus gyűrűk egy nem nulla ellenállás.
A stabil jelenlegi figyelhető mezoszkópikus gyűrűk, ha van egy impulzus kvantálóberendezést forgalomban
részecskék töltés q: elektron q = e vagy szupravezető párokat q = 2e. Mivel a kvantálás, az arány
nem lehet nulla, ha a mágneses fluxus a gyűrű # 70; nem többszöröse a fluxus kvantum # 70; 0 = 2 # 112; # 104; c / q. r - a sugara a gyűrű; n - egy egész szám. Az átlagos sebesség, állandó áram és egyéb értékek egy periodikus függvény a mágneses fluxus # 70; egy időszak megegyezik a fluxus kvantum # 70; 0, mert a vágy a sebesség, hogy a lehető legkisebb érték.
Steady áram ellenállás nélkül nem Brown-mozgás. Ezért fontos hangsúlyozni, hogy ez figyelhető meg nem csak a szupravezető állapotban, de nem nulla ellenállás: a fluktuáció a közeli régióban a szupravezető átmenetet, és szintén a mezoszkópikus gyűrűk a normál fém, ahol az átlagos szabad úthossza elektronok hosszabb, mint a gyűrű kerülete.
Stabil áram, azaz a DC egyensúlyi állapotban, ami megfigyelhető a nem nulla ellenállás elég jól ismert jelenség, legalábbis a szakértők mezoszkópikus struktúrák. Ezért szükséges, hogy miért nem vették észre az ellentmondást ez a jelenség a termodinamika második törvénye. Számos viták azt mutatták, hogy ez annak köszönhető, hogy csak a bizalmat, hogy lehetetlen a megsértése a második törvény: ha a jelenség figyelhető meg, nem lehet ellentétes a második törvény, különben nem figyelhető meg. Sokan azt állítják, hogy a munkát nem lehet eltávolítani a stabil áram, mivel ez egy egyensúlyi jelenség. De ez az állítás egyenértékű azzal az állítással a lehetetlensége sérti a második törvény. Egyensúlyi állapot megfelel a minimális szabad energia F = E - ST és nincs értéke nem lehet csökkenteni kevesebb, mint a minimum. De lehetséges, hogy távolítsa el a munkát anélkül, hogy csökkentené a szabad energia F. Ha egyidejűleg a csökkenés belső energia E csökkentése entrópia S. Ez csak akkor megsérti a második törvényt.
Reliance második indul protektorok, hogy egy stabil, jelenleg nem tud dolgozni ellentétes kivonat az egyenáramú áramforrás megfigyelése [6]. Ebben a munkában közeli hőmérsékleten való áttérés a szupravezető mezoszkópikus aszimmetrikus hurok szegmensek megfigyelhető állandó potenciál különbség arányos a jelenlegi fenntartható. Nyilvánvaló, hogy a DC, ellentétben például Nyquist zaj lehet használni, hogy munkát. Steady áram egy nem nulla ellenállás és stabil feszültséget lehet tekinteni, mint a finomított Nyquist zaj. Az oka ennek a „kijavítása” a diszkrét spektrum engedélyezett államok a szupravezető gyűrű. Összesen Nyquist zajteljesítmény [1], és a maximális fenntartható erősáramú [5] egyenlő teljesítmény ingadozások (kB T) 2 / # 104; mivel mindkét ingadozási jelenségek. De a hatalom a Nyquist zaj „maszatos” a spektrumban WNyq = kB T frekvenciák # 68; # 119; nullától # 119; = 0, hogy a kvantum határértéket # 119; = KB T / # 104; . és a fenntartható energia árama nem nulla sávban # 68; # 119; nulla szélességtől # 119; = 0. Ezért a Nyquist zaj, mint egyfajta véletlenszerű Brown-mozgás, nem veszélyezteti a termodinamika második törvénye, és tagadja a folyamatos áram, mint az irányított a Brown-mozgás.
Így egy állandó áram figyelhető meg egy nem nulla ellenállás van kísérleti bizonyíték megsértése a posztulátum véletlenszerűség bármely Brown-mozgás, mentett második termodinamikai törvények a 20. század elején.
[1] Richard Feynman, R. Leighton, M. Sands, Feymanovskie előadások fizika. v.4, Moszkva "World" 1967.
[2] M.Smoluhovsky, "Bounds érvényessége a termodinamika második törvényének," Phys 93 724 (1964). (M.Smoluchowski, "Gultigkeitsgrenzen des zweiten Hauptsatzes der Warmetheorie", in Vorträge über kinetische Theorie der Materie und der Elektrizität (Mathematische Vorlesungen an der Universitat Göttingen, VI). Leipzig und Berlin, B.G.Teubner 1914, 87. oldal).
[3] Sadi Carnot, „Gondolatok a hajtóerő a tűz és a gép képes kialakítani, hogy a hatalom,” Összegyűjtött művei „A termodinamika második törvénye” GTti, Moszkva-Leningrad, 1934.
[4] Mario Lotstsi, fizika, történelem "World" M.1970 (fordítás az olasz kiadása Storia della Fisica di Mario Gliozzi, Storia Delle Scienze, 2. kötet, Torino 1965).
Kérdések a védők a második törvény.
- Egyetért-e Ön azzal, hogy az sérti a posztulátum kaotikus Brown-mozgás veszélyezteti a termodinamika második törvénye?
- Egyetért-e Ön azzal, hogy az átlagos sebesség a kvantum részecske mozgás nem lehet nulla egyensúlyi?
- Egyetért-e Ön azzal, hogy a folyamatos áram (tartós áram) irányította a Brown-mozgás? Ha nem, hogyan lehet megmagyarázni a megfigyelés a folyamatos, körkörös, DC egy nullától ellenállás és nulla elektromotoros erő Faraday?
- Egyetért-e Ön azzal, hogy a létezése irányított Brown mozgás lehetővé teszi, hogy a munkát ki a hő az egyensúlyi állapothoz megsérti a termodinamika második törvénye?