熱力學第二定律可能有一個漏洞!

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thermodynamics

1. 科學家以公式來表示一個數學定理,顯示熱力學第二定律可能至少有一個漏洞。

2. 這項發現可能為未來的發現提供依據,也許讓我們能夠在遠端驅動裝置。

違反定律

熱力學第二定律陳述在一個孤立系統內的熵總是在增加,這個堅固的定律一直維持是真的有很長一段時間。然而,美國能源部的阿貢國家實驗室(Argonne National Laboratory)研究人員可能發現一個方法來違反這的定律。

這個定律的依據是在H定理裡,這個定理陳述如果你打開兩個房間之間的門,一個房間是熱的而另一間是冷的,兩個房間的溫度最終會達到平衡,造成這兩個房間是微熱的。

雖然H定理是在宏觀層面被觀察,科學家無法完全理解它的基本物理來源。在發表於科學報導(Scientific Reports)的一項研究中,量子資訊理論(quantum information theory)能夠提供一個熵增加的數學概念,它預測有特定的情況使得熵可能在短時間內實際上是減少的。

與阿貢國家實驗室的材料科學部門以及運算研究所為共同被任命者暨論文作者之一的Ivan Sadovskyy說:「當量子H定理涉及到可能在實際上被觀察的事物時,這允許我們用公式來表示。它在完善記錄的量子物理學過程與組成量子資訊理論的理論量子通道(theoretical quantum channel)之間建立起一個連接。」

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Valerii Vinokur和Ivan Sadovskyy

建立不可能

他們的研究並不是唯一的一個研究來理論化這個違反定律。在1867年,物理學家James Clerk Maxwell設計出一個思想實驗,一個假設的人在某種夜店的熱與冷房間之間擔任保鑣。這個人為所謂的"馬克斯威爾的惡魔(Maxwell’s Demon)",只讓特定速度的粒子進入。阿貢國家實驗室傑出夥伴暨研究的其他作者Valerii Vinokur說:「這項研究可能提供一個平台,作為實際實現量子馬克斯威爾的惡魔。」

Vinokur希望這可以引導到來創造似乎是不可能的機器,像是一台局部量子的永動機(perpetual motion machine)。另一個他所看到的使用,是應用這些原理在遠端驅動裝置。在他使用的例子裡,一台冰箱能夠在另一個位置被冷卻。

來源:Futurism