В статье на "Компьюлента" рассказывается о эксперименте в котором удалось получить устойчивую темпратуру ниже абсолютного нуля. Как это соотносится с основами термодинамики, которая отрицательных температур не приемлет?
Но ведь это искусственный результат. В то время, как основы термодинамики рассматривают естественные проявления природы. Грубо говоря, если мы имплантируем зайцу рога, мы, конечно получим рогатого зайца. Но это еще не значит, что бывают рогатые зайцы. Извините за косность и ретроградство.
О какой искусственности Вы ведёт речь? Если физика декларирует сохранение энергии, то обратного не должно наблюдаться, иначе это значит, что время неоднородно и большую часть физики нужно пересмотреть. Так и тут, если термодинамика декларирует абсолютность температуры, то так и должно быть, если это не так, значит основания термодинамики неверны, её математическая основа противоречива и требует пересмотра, разве не так?
Давайте я попробую сформулировать так, под естественным ходом, я подразумеваю, что мы имеем дело с некой случайной выборкой, а не созданными вмешательством наблюдателя событиями.
ЦитатаKreativshik ()
если термодинамика декларирует абсолютность температуры
то иначе и быть не может. А явлению, которое описывает поведение частиц при целенаправленной передаче им энергии магнитного поля или лазера в условиях сверхнизких температур следует дать свое уникальное определение. По-моему, так. Это вопрос семантики: у нас есть термин с устоявшимся и вполне актуальным определением (температура) и вот мы придаем ему, по сути, новое значение, сохраняя и старое. А затем начинается путаница в каком же значение употреблен термин здесь или там. Законы термодинамики отражают статистику случайного распределения тепловой энергии между массивами материи, а здесь энергия передавалась целенаправленно да и не тепловая, так зачем же пытаться применять к ней законы случайного распределения? Мы же не опровергаем законы механики на основании того, что человек может одновременно и встать на цыпочки и поднять руку. Ну в силу моих более чем скромных знаний и физики и вышки, я, конечно, вряд ли верно понял суть проведенного эксперимента и, пытаясь применять термины вышеуказанных наук, возможно, делаю грубые ошибки, но понять о чем я говорю при желание можно.
Как производился опыт все читали. После того, как атомы были стабилизированы в низком энергетическом состоянии, было резко изменено локальное магнитное поле. В результате изменения, атомы единовременно оказались на вершине потенциальной энергии и, благодаря действию лазеров, частицы не стали двигаться и терять энергию, а так и остались в этом состоянии, т.е. не смогли преобразовать потенциальную энергию в кинетическую. Возникло локальное равновесное распределение в неравновесной квантовой системе, которое можно описать распределением Бозе-Эйнштейна, введя понятие отрицательной абсолютной температуры. В системе произошёл фазовый переход первого рода и температура скачкообразно изменилась на отрицательную. Абсолютный ноль при этом не был (и не мог быть) достигнут. Запрет Нернста соблюдён, а оперировать отрицательными величинами термодинамика не запрещает. Недостижимость абсолютного нуля вытекает из третьего начала термодинамики. Значения температуры ниже абсолютного нуля условно вводятся для математического описания неравновесных состояний квантовой системы с конечным числом уровней, в которых существуют локальные равновесия.
Инверсионное распределение Больцмана, когда большинство частиц обладают высокими энергиями, а меньшинство низкими - черта отрицательной абсолютной температуры.
Если есть время, Kreativshik, oчень хотелось бы, чтобы более понятнее объяснили вот это выражение: "газ не холоднее, чем нуль Кельвина, но горячее, это даже жарче, чем в любой положительной температуре - температурная шкала просто не заканчивается на бесконечности, но переходит к отрицательным значениям." Хоть и есть статья, где вопросы задают такие "знатоки", как я. Вот ссылка на неё http://www.quantum-munich.de/research/negative-absolute-temperature/ А вот эта статья для разбирающихся в этом вопросе http://www.sciencemag.org/content....cWliV0M
Сообщение отредактировал nebo - Ср, 15.04.15, 13:26
никник, любая формальная система, это множество абстрактных объектов никоим образом несвязанных с внешним миром, а правила оперирования символами данной системы представлены всегда в строго синтаксической трактовке без учёта семантики, что и делает их применимость универсальной. Законы физики должны быть справедливы для разных ситуаций. Говорите Вы о чём-то о своём. nebo, авторы эксперимента говорят именно о температуре ниже обсалютного ноля, об этом написано русским по белому, все ссылки на оригинал статьи там приведены. Вы же говорите о "отрицотельной температуре" под которой понимается состояние, которое на самом деле очень горячее. Именно такое понимание "отрицательной температуры" и было у физиков до недавнего времени. О таком понимании "отрицательной температуры" можно почитать в следующей статье там и о "бесконечной температуре": В данном же эксперименте говорится о отрицательной температуре в прямом понимании этого словосочетания. Термодинамика формулярует температуру, как скорость изменения энтрапии с ростом внутренней энергии, однако чётко не определяет, что такое энтрапия, и как она зависит от внутренней энергии. В свете такой "неопределённости" создаётся ситуация в которой неизбежны спекуляции, так в физике приняты два определения энтропии, одно по Больцману,-S=klnW, где k- постоянная Больцмана, w - статвес и по Гиббсу,- S=-kΣW¡lnW¡ где суммирование ведётся по всем состояниям (W). В физической литературе между этими двумя определениями разницы не приводится, да это и понятно, в "нормальных" условиях результаты, при применении той или другой формулировки, неотличимы. Так уж сложилось исторически, что основной упор в физической литературе делается на формулировку Больцмана. Так вот дело в том, что в экзотических ситуациях эти две формулировки приводят к разным результатам, т.к при росте энергии число состояний по Больцману будет уменьшаться, они берутся в небольшом сегменте, а по Гиббсу число состояний увеличется, т.к они берутся во всём сегменте от заданной точки. Поэтому по Больцману температура уменьшается, а по Гиббсу всегда положительна. Видимо авторы приведенного эксперимента пользовались формулировкой Больцмана, и на этой основе и подали статью с громким названием. Эту ситуацию проанализировала редакция журнала Nature, и опубликовала статью в которой ставится под сомнение физичность понятия "отрицательной температуры" и даётся рекомендация по использованию формулировки Гиббса в спорных ситуациях, и о том, что формулировка Больцмана в некоторых ситуациях даёт результат физического смысла не имеющий.
