发现违反热力学的量子现象：热量不会从高温量子，传到低温量子！
天文物理
[color=rgba(0, 0, 0, 0.3)]2021-12-04 07:55
The following article is from 博科园 Author 博科园 科学科普
量子世界公然违背我们生活在相对较大宏观事物中时形成的直觉：比如山川、汽车、尘埃和你肉眼所能见到的万物。在量子世界中，量子纠缠的粒子可以在任何距离上保持特殊的连接，穿过障碍物，同时沿着多条路径行进。另一种不太为人所知的量子行为是动态局域化，这是一种现象，即尽管有稳定的能量供应，量子对象仍保持在相同的温度，这与冷对象总是会从较热的对象那里窃取热量的热力学定律背道而驰。
即大家所熟知的热量自发地从高温物体传到低温物体，这个定律是热力学的基石之一。量子动态局域化无视这一原理的事实，意味着量子世界正在发生一些不寻常的事情：动态局域化可能是量子域结束和经典物理开始的一个极好探针。理解量子系统如何维持或未能维持量子行为，不仅对于我们理解宇宙，而且对于量子技术的实际发展都至关重要，其研究发现发表在《物理评论快报》期刊上。
联合量子研究所博士后研究员科林·莱兰兹说：在某种程度上，对世界的量子描述，必须转变为我们看到的经典描述，人们相信这是通过相互作用来实现的。到目前为止，只观察到了单个量子物体的动态局域化，这使得它无法帮助确定发生转换的位置。为了探索这个问题，联合量子研究所的研究团队研究了数学模型，看看当许多量子粒子相互作用时，是否仍然会出现动态局域化。为了揭示物理学，必须制作模型来解释不同的温度、相互作用强度和时间长度。
与经典粒子完全不同
研究结果表明，即使强相互作用是研究的一部分，动态局域化也可能发生。其结果是一个例子，说明单个量子粒子的行为与经典粒子完全不同，然后即使增加了强相互作用，行为仍然类似于量子粒子，而不是经典粒子。其结果将动力学局域化从单粒子起源扩展到多个相互作用粒子的区域，但是为了可视化效果，从单个粒子开始仍然很有用。通常，单个粒子以旋转体的形式进行讨论，你可以将其想象为游乐场的旋转木马(或任何其他旋转成圆圈的物体)。
转子的能量(及其温度)与其旋转速度直接相关，而一个有稳定能量供应的转子（一个被定期“踢”一下的转子）是一种直观地显示量子物理和经典物理中能量流动差异的便捷方式。例如，想象一下大力神不知疲倦地刷着旋转木马，他的大多数滑动都会加快速度，但偶尔一次滑动会导致落地不佳，速度变慢。在这些(想象的)条件下，正常的旋转木马会越来越快地旋转，积累越来越多的能量，直到振动最终把整个东西震得粉碎。
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发表于 2021-12-3 18:39
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