Този сайт използва бисквитки (cookies). Ако желаете можете да научите повече тукПриемам
25 юли 2017
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Говорят медиците
  •  Математика
  •  Разни
FACEBOOK

Свръхфлудите се държат като черни дупки (видео)

Липсата на триене на свръхфлуидния хелий изглежда следва същия нелогичен "закон на площта" като черните дупки

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 17 март 2017 в 09:0031560
Свръхфлуидният хелий следва странно правило на физиката. Информацията в системата - ентропията - се увеличава пропорционално на повърхността на системата, а не на обема й. В симулации на свръхфлуида ентропията на атомите (в синьо) вплетени с други (в зелено) се увеличава с повърхността на сферата на частиците (в сиво).

Черните дупки и свръхфлуидите са странна двойка - за първите знаем, че са толкова масивни, че дори светлината не може да избяга от тях, а другите са странна течност, която тече без триене.

Но нови компютърни симулации потвърждават, че свръхфлуидният хелий следва едно необичайно правило, познато от черните дупки и с мистериозна значение за физиката, разказва Science News.

Учените доказаха, че ентропията, мярка на информацията, съдържаща се в една система, се държи нелогично в свръхфлуидния хелий. Ентропията нараства със скорост пропорционална на площта на свръхфлуидния хелий, вместо на неговия обем, имитирайки как расте ентропията на една черна дупка, докато поглъща материя и се разширява.

За първи път това явление е демонстрирано в симулации на естествено срещащо се състояние на материята. Физиците докладват резултатите си на 14 март по време на среща на Американското физическо общество и в публикувана статия в Nature Physics.

"Ако удвоите размера на кутия, очаквате да се удвои количеството информация в нея", разказва физикът Кристофър Херман (Christopher Herdman) от Университета на Ватерло в Канада. Това е така, защото колкото е по-голяма кутията, толкова повече документи и друга информация може да се напъха вътре.

Приближаването към теорията, която обединява квантовата механика и Общата теория на относителността, която все пак е още проблемна, е убедило много физици, че черните дупки следват този "закон на площта".

За да изследват как се проявява този закон при свръхфлуидите, Херман и колеги му създават компютърна симулация на хелий. Изотопът, който те изучават, хелий-4, е същият, който издига балоните за 14 февруари нагоре, и който се превръща в свръхфлуид при температури под 2 Келвина (-271 ° по Целзий).

В симулацията учените проследяват вплетените атоми хелий - квантовите връзки, които вплитат частиците. В свръхфлуида учените избират въображаема сфера на материала и изследват вплитането между атомите във вътрешността на сферата и тези извън нея. Това вплитане поражда един вид ентропия в свръхфлуида. Учените увеличават размера на сферата, ентропията на вплетените частици също се увеличава. Скоростта на нарастване съответства на увеличението на повърхността на сферата, която нараства по-бавно от обема й.

Сферата на свръхфлуида е аналогична на хоризонта на събитията на черна дупка, област, от която няма връщане на всичко, доближило черната дупка, от която и светлината не може да избяга. При черните дупки частици от едната страна на хоризонта на събитията могат да бъдат вплетени с тези от другата страна, създавайки по този начин вплетена ентропия.

"Мисля, че резултатът е впечатляващ", коментира физикът Джо Серин (Joe Serene) от Джорджтаунския университет във Вашингтон. Но да се премине от симулации към измерване на вплетената ентропия в реалния хелий, вероятно ще бъде трудно. "Остава да се изясни дали наистина може да се изведе това от реални експериментални системи", разказва Серин.

Този закон на площта има изключително значение в областта на физиката. Осъзнаването, че ентропията на черната дупка е пропорционална на нейната повърхност е довело до холографския принцип, идеята, че информацията в рамките на една област от пространството може напълно да се възпроизведе върху неговата повърхност (вж "Хуан Малдасена: Илюзията гравитация"). Учените се надяват тази концепция да доведе до една обща теория на квантовата гравитация, обединяваща физиката на микросвета с мащабната гравитацията.

Нещо повече, някои учени смятат, че самата структура на пространство-времето може да е резултат от квантово вплитане, една идея, която също се оформи на базата на закона на площта.

"Вплетената ентропия е понятие, което е успешно в много различни области на физиката", отбелязва физикът Маркус Грайнер (Markus Greiner) от Харвардския университет. "Големият проблем е, че никой не знае как може да се измери в реални системи".


Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини

Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.