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研究显示,量子观测导致能量流向电流方向

2019-08-29 04:24:04 来源:环球网
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研究显示,量子观测导致能量流向电流方向

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来自科罗拉多州博尔德的国家标准与技术研究所(NIST)的物理学家团队成功地使用了先前已知的技术来冷却和控制分子离子。 照片:NIST

来自马克斯普朗克研究所PMSD的一组研究人员与不来梅的BCCMS中心合作,在量子科学方面取得了独特的发现。

在传统的热力学系统中,热量从热体流向冷体。 这也适用于所有形式的能源,如电力,从较高的电压到较低的电压。 同样在量子系统中也会发生这种情况,但是团队发现了这种基本物理原理的异常,其中在量子系统中引入观察者会逆转能量和粒子的流动。

该发表在npj量子材料中,涉及被称为观察者效应的原理。 这是量子系统在引入观察者时改变或经历修改的地方。 这意味着仅通过观察量子系统的对象就会改变其状态。 对这种效应的研究揭示了热力学定律中的一些重要异常。

在所有宏观系统中,例如水和空气的流动,流动从高浓度区域发生到低浓度区域,从系统的上部到下部。 然而,在量子系统中,“观察过程改变了系统的状态,这使得电流更有可能在一个方向或另一个方向上流动,”领导该团队的ÁngelRubio教授说。一份phys.org 。

该团队证实,由于这一发现,现有的物理法律没有中断。 量子方向的变化归因于观察者的引入,观察者在系统中起到了障碍的作用。

“违反物理学的任何基本定理,也不是从无到有创造的能量。发生的事情就是将观察者插入系统是一个障碍,好像你要关闭水流过的管道中的通道一样显然,如果负载开始增加,它将最终向相反的方向发展。换句话说,观察者将系统的状态投射到一个向相反方向传输电流或能量的状态,“卢比奥说。

最初被误认为是观察中的错误导致了突破。 该团队没想到完全逆转方向。 尽管流行的法律规定,随着观察者的引入,能量行为会产生明显的影响,但方向的逆转是一个惊喜。

方向的反转可以简单地解释为限制特定方向上的能量流动的障碍。 如果携带水的管道被完全阻塞,那么流动必然会沿着它来自的方向向后移动。 同样,观察者似乎阻挡了量子能量,有效地阻止和逆转它。

该团队希望进一步研究这种影响。 引入观察者或观察者效应已经证明它是对量子能量的强大反作用力。

根据卢比奥的说法,电流的变化也可以通过可控的方式进行。 根据观察者的插入位置,可以改变流动方向。 该团队还发现,某些区域没有像系统中的其他区域那样产生方向变化的程度。 该团队表示,所有这些因素都可以用作模具,在量子水平上引导和操纵能量,提高许多系统的效率。

该团队希望利用这一特性可以帮助设计量子传输设备。 之前的路径只是单向的,但现在设计可以更有效,因为单个路径可以促进多个方向的流动。 控制粒子的热量和电流可以为热电学,自旋电子学,声学和检测等应用中的方向性修改电流的各种策略打开大门。


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责任编辑:郁遛 CN037

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