Ученые впервые получили экспериментальные подтверждения некоторых теорем, описывающих тепловые колебания

Ученые впервые получили экспериментальные подтверждения некоторых теорем, описывающих тепловые колебания

Исследователи из университета Пурду (Purdue University) провели ряд экспериментов, результаты которых стали первыми практическими подтверждениями некоторых фундаментальных законов и теорем из области термодинамики, касающихся тепловых колебаний. Поскольку системы, с которыми ученым приходится сталкиваться в своей работе, становятся все меньше и меньше буквально с каждым днем, тепловые колебания начинают играть все большую роль в поведении таких систем. Это, в свою очередь, делает иногда результаты экспериментов с наноразмерными магнитами и биологическими молекулярными нанодвигателями, к примеру, настолько «грязными», что их становится очень тяжело интерпретировать должным образом.

Для своих экспериментов ученые из университета Пурду, работавшие совместно с их коллегами из Пекинского университета, использовали наночастицу, помещенную в вакуумную камеру и удерживаемую в пространстве при помощи лазерного оптического пинцета. Такой механизм позволяет не только удерживать наночастицу в пределах оптической ловушки, он также позволяет произвести высокоточные измерения моментального положения частицы, скорости и направления ее движения. Используя созданную установку, ученые собрали очень большое количество данных, касающихся тепловых колебаний наночастицы. И обработка этих данных позволила провести соответствие между некоторыми существующими теоремами, связывающими тепловую энергию, работу и тепловые колебания.

Отметим, что большинство существующих теорем являются следствиями второго закона термодинамики, который определяет то, что все виды энергии в нашем материальном виде рассеиваются разными способами и ничего не может помешать данному процессу. А получение экспериментальных подтверждений достоверности данных теорем, корректировок некоторых их коэффициентов и постоянных, позволит ученым в будущих экспериментах учитывать тепловые колебания, рассчитывать их влияние и вводить корректировки, которые смогут значительно увеличить точность и достоверность получаемых данных.

Источник

Добавить комментарий