Tre­tí ter­mo­dy­na­mic­ký zákon potvr­de­ný náj­de­ním maxi­mál­nej rých­los­ti ochla­dzo­va­nia

Rudolf Nečas / 20. marca 2017 / Tech a inovácie

zdroj: youtube.com

Tre­tí ter­mo­dy­na­mic­ký zákon je zod­po­ved­ný za defi­no­va­nie abso­lút­nej nuly, čo je naj­niž­šia mož­ná tep­lo­ta, kto­rá sa dá dosiah­nuť.

Zatiaľ čo jeho koncept je dobre známy, v akademických prácach sa vedie intenzívna debata, kde slávni vedci diskutujú o nápadoch, dôkazoch a dôsledkoch takéhoto zákona. Nová vedecká práca publikovaná v Nature Communication si kladie za cieľ vyjasniť túto debatu dokázaním jednej interpretácie tretieho zákona za použitia princípov kvantovej mechaniky.

foto: foter.com

Výskumníci z University College London študovali nemožnosť ochladiť systém na absolútnu nulu s konečným počtom krokov, ktorá je známa ako princíp nedosiahnuteľnosti, a zistili, že je možné definovať rýchlostný limit podľa toho, ako rýchlo sa systém ochladí.

"Ukázali sme, že s konečným množstvom zdrojov nie je možné ochladiť systém na absolútnu nulu a išli sme ešte o krok ďalej," povedal jeden z dvoch autorov, Dr Lluis Masanes pre IFLScience. "Došli sme k záveru, že nie je možné ochladiť systém na absolútnu nulu v konečnom čase, a tak vznikol vzťah medzi časom a najnižšou možnou teplotou. To je rýchlosť ochladzovania."

Riešenie vychádza zo sveta kvantovej informatiky. Hlavný prínos tohto výskumu je, že sa na chladiaci proces môžme pozerať ako na výpočet. Chladnejší systém má nižšiu energiu a môže sa usporiadať do menšieho počtu stavov. Takže v systéme s veľkým množstvom energie môžu byť častice usporiadané v mnohých rôznych konfiguráciách.

“Ak myslíme týmto spôsobom, môžme sa na ochladzovanie pozerať ako na informačný problém a našou hlavnou úlohou je pochopiť jeho zložitosť,” dodal Masanes.

Táto teória úzko súvisí s druhým zákonom termodynamiky, kde bola kvantová informatika úspešne použitá na preukázanie rôznych interpretácií. Ale pri treťom zákone to nie je také jednoduché.

Nové odvodenie tretieho zákona môže byť vhodné pre niektoré technologické aplikácie, ale vedci zdôrazňujú, že jeho teoretická hodnota je v súčasnosti oveľa dôležitejšia. “Zistili sme limit rýchlosti ochladzovania, ktorý je veľmi, veľmi vysoký. Dnešné technológie sa ani zďaleka neblížia k rýchlostnému limitu,” povedal spoluautor, profesor Jonathan Oppenheim pre IFLScience.

Výskum je podobný objavu rýchlosti svetla. Poznať limit je dôležité, aj keď sme od jeho dosiahnutia ešte veľmi ďaleko.

zdroj: iflscience.com

Pridať komentár (0)