Второй закон термодинамики поставлен под вопрос

Как выяснилось, второй постулат термодинамики, утверждающий принцип неубывания энтропии, не всегда действителен в полном загадок микромире.

Второй закон термодинамики гласит, что с течением времени уровень дезорганизации во всякой закрытой системе будет либо нарастать, либо оставаться на прежнем уровне.

Грубо говоря, стакан с чаем, оставленный в закрытой комнате, скорее отдаст тепло окружающему его воздуху, нежели нагреется от него (хотя вероятность такого странного события и нельзя исключить полностью, она, всё же, стремится к нулю).

Физики уже давно пришли к выводу о невозможности применения на атомном уровне принципов статистической механики. По крайней мере, на протяжении очень коротких отрезков времени сплошь и рядом возникают ситуации, когда второй закон термодинамики нарушается самым злостным образом.

 

 

Оставалась невыясненной ситуация с микромиром: системами объектов, имеющими размеры порядка нескольких микрон.

Тем не менее, любопытный эксперимент, произведенный австралийскими химико-физиками, не только в значительной степени пролил свет на творящиеся там процессы, но и поколебал теоретические устои наномеханики.

Во всяком случае, там, где разговор заходит о поведении объектов микромира, результаты опыта вполне могут разрушить существующие взгляды на дальнейшие возможности миниатюризации человеческой техники. Как минимум, далеко не все грядущие шедевры нанотехнологов станут работать так, как рассчитывают их создатели.

Денис Эванс.

Для того, чтобы проверить свои предположения, группа исследователей Австралийского национального университета (Канберра) во главе с Денисом Эвансом (Denis Evans) воспользовалась микроскопическими (диаметром всего в несколько микрон) капельками латекса, взвешенными в воде.

Благодаря использованию сверхточного лазера, участникам эксперимента удалось с очень высокой степенью дискретизации измерить движение капель латекса в воде и таким образом вычислить уровень энтропии системы в коротких промежутках времени.

В частности, выяснилось, что во временных интервалах порядка нескольких тысячных секунды, энтропия системы приобретала отрицательный характер: хаотично движущиеся молекулы воды сообщали свою энергию каплям латекса.

Фигурально выражаясь, воздух нагревал стакан с чаем, а не наоборот. Однако во временных интервалах более двух секунд второй закон вступал в свои права, латекс отдавал свою энергию и общее равновесие восстанавливалось.

По мнению исследователей, результаты эксперимента очень неплохо вписываются в так называемую "Теорию флуктуаций", созданную в Австралийском университете около десяти лет назад. И учёным, занимающимся разработками в области нанотехнологий, придётся обратить на эту теорию самое пристальное внимание.

Если им, конечно, не хочется рано или поздно столкнуться с неприятными сюрпризами.

Статья получена: Membrana.ru