Momentum és reláció a marketing terv hátterében... de azért hajrá, inkább mint való villa, amit még Geller is meghajlíthat a téridõben. Egy pillanatra minden állítható a világ végtelenjével szemben. Én azt nem értem, amikor a görögök elkezdtek gondolkozni, hogy a francba lehet, folyton rácáfolunk a dologra, mármint a gondolkodás folyamatára.... A negatív és pozitív fogalmak egzakt relációt takarnak, nevesen tükörképet, ha épp a géometriával pédálódzunk. De mit lehet tenni, az ember örül hogy él és ismételhet bizonyos dolgokat, ezek közé tartozik a butaság is
ígyis elég hideg van! kell a francnak "abszolút negatív" minusz fok :D
egyébként ha jól értettem (bár ez közel se biztos) a relativitás elméletét, akkor azért nem tudjuk átlépni a fénysebességet, mert egész egyszerûen nincs rá idõ. viszont nem is kell átlépni a fénysebességet, mert a világegyetem bármely pontjába el tudunk jutni egy ûrjahóban, az ûrhajó utazói számára 2 hét alatt. az más kérdés, hogy a külvilág számára sok-sok év telik el.
""Most az abszolút nulla fok dõl meg, majd lassan megdõl az a fránya fénysebesség is... "
Az igaz, hogy negatív hõmérsékletnek nevezik el, de elég hatásvadász ahhoz, hogy félig összezavarja azokat, akik nem hallottak még entrópiáról. A középiskolában és a termodinamika nagy részében - ahogy philcsy is mondta - a hõmérséklet definíció szerint az, amit a hõmérõ mér. Ez összefügg az anyag belsõ energiájával, vagyis a részecskék mozgási energijával.
Ily módon a negatív hõmérséklet azt sugallhatja, hogy a részecskék mozgási energiája negatív. Ez pedig azt sugallná, hogy vagy a sebesség négyzete, vagy a tömege negatív. Toták kár, mert a valós sebesség nem komplex szám, és a negatív tömeg valahol a negatív energiával tisztára Kaku-sci-fi. Létezik negatív energia, de ezt a féregjáratok esetében már lefoglalták.
Mint kiderült, õk a negatív hõmérsékletet az ntrópia fordított viselkedésére értik. Akkor nem lenne célszerûbb a negatív entrópia megnevezés? Ja, hogy a negatív hõmérséklet sokkal jobban eladható a hírügynökségeknek, mert senki se hallott entrópiáról, de hõmérsékletrõl már igen...
"Az utóbbit pedig már régen nem tartják állandónak. (hiszen még megállítani is tudják a fényt, nézd meg a Mindentudás Egyeteme errõl szóló részét)"
Várjatok! A fény sebessége függ a közegtõl, amiben terjed. Sûrûbb optikai közegben lelassul. Vákuumban megegyezik a fénysebességgel. A fénysebesség természeti állandó, és nem egyenlõ a fény sebességével.
Például E = mc^2. Ki tudja, milyen fény sebességétõl függ az anyag energiája? Nem, nem a fény sebességétõl függ, mert nincs is semmilyen fény a képletben. Egy természeti állandótól függ, a fénysebességtõl.
Az más kérdés, hogy egyes "eretnek" tudósok úgy tartják, hogy a fénysebesség az univerzum 13,7 milliárd éve alatt nem volt mindig állandó. Nehéz helyzetben vannak, ha ezt bizonyítani is akarják...
Dehogy fed el bármit is. Valahogy baromira el vagy tájolva. A "kaotikus" meg nem azt jelenti, hogy "nagy komplexitású dinamikus". A nagy komplexitású dinamikus rendszer entrópiája is lehet alacsony, vagy magas.
Pluszban meg egy adott komplexitású rendszer komplexitása idõben állandó, attól, hogy az entrópiája nõ, nem lesz komplexebb egy hangyafasznyit sem. A komplexitás a rendszerben lévõ részecskék számától és az elméletileg lehetséges interakcióktól függ. Az entrópia meg pont azt mutatja meg, hogy ezen elméletileg lehetséges interakciók mekkora része történik is meg adott pillanatban. Alacsony entrópiájú rendszerben kevesebb a részecskék közti történés, magas entrópiájúban meg több.
Az entrópia valójában a fenti cikk szerint sokkal inkább egy mesterségesen létrehozott dimenzió nélküli mérõszám, ami azt fedi el, hogy nem ismerjük a kaotikus (nagy komplexitású dinamikus) rendszerek állapotát, mûködését, fejlõdését. Márpedig inkább csak arról van szó, hogy a kaotikus rendszerek az idõben elõre haladva egyre bonyolultabb fraktálmintázatot hagynak maguk után, ez értelmezhetõ egyre komplexebb rendszernek, vagy az entrópia növekedéseként is.
"Azonban, ha az entrópia fogalmát nem a rendezett/kaotikus, hanem az egyszerû/komplex fogalompároson keresztül nézzük, "
Kár, hogy lófasz köze van a két dolognak egymáshoz, ezek a fogalmak két különbözõ tulajdonságot jelölnek, és egymástól függetlenek. Nem kéne erõlködni a spanyolviasz fosáson, mert nem azzal lesz a végén tele a naci...
Én ott látom a dolog magyarázatát és a hagyományos entrópia fogalom egyfajta csõdjét, hogy a magyar fordítása ennek ugye a "rendezetlenség", de nagyjából a világon mindenhol ilyen értelemben használják. Ami pl úgy van magyarázva, hogy egy szép szabályos kristályrácsot felmelegítünk, akkor az elolvad, majd elpárolog/elforr és összevissza rohangáló golyók töltik be a szentanyatermészetet, mindenfajta energiaszintekkel és szabadsági fokokkal. Tehát egy szabályszerû állapotból eljutottunk egy kaotikus állapotba. Tiszta sor.
Azonban, ha az entrópia fogalmát nem a rendezett/kaotikus, hanem az egyszerû/komplex fogalompároson keresztül nézzük, akkor ez a kísérlet és még egy csomó dolog érthetõvé válik. Elõször is matematikailag szinte semmit nem kell változtatni, a leírás OK. Azonban hogy mirõl is van szó már érdekesebb. Igazából talán inkább csak arról, hogy a lézerekkel potenciálgátat hoznak létre ott, ahol régebben gödör volt, és ennek vannak különleges effektusai. Általánosan viszont azt látjuk, hogy mesterségesen létrehozott körülmények között a természetestõl jelentõsen eltérõ eredményeket, folyamatokat kapunk. Azonban valójában ebben nincs semmi különleges, az élet az evolúció ugyan is így mûködik. Vannak olyan önszervezõ általában ciklikus folyamatok, amelyek hagyományos értelemben a rendszerek "entrópiáját" csökkentik, miközben komplexitásuk növekszik. És ennyi, nem egy vasziszdasz. A gond az, hogy fizikus szemmel a természet az ami az univerzum 99%-a: energia, plazma, gáz, por, meg kõ. Fizikus szemmel az élet, az összetett rendszerek marginális az általánostól eltérõ rendszerek, nem pedig az általános dolognak az értelemszerû folytatása. Szóval szerintem csak az entrópia értelmezésén kéne igazítani egy kicsit. De ezek nem az én gondolataim, csak lusti vagyok most linket keresni hozzá.
Valkinek megvan ez "lángoló jégkocka" kép nagyban? NxN>1024x768
Na de amikor megfordították a mezõt, akkor valójában le is közölték azt az energiát, ami ezt az "abszolút negatív" hõmérsékletet abszolút nullára hozta. A rendszer tényleg energiát kellett elnyeljen, hogy elérje az abszolút nullát, de ettõl még nem negatív tartományban volt, csak "egy másik" abszolút nullán.
Én a legjobban a kombinatorikai magyarázattal és a bináris atommal értettem meg a negatív abszolút hõmérsékletet.
Képzeljünk el olyan részecskéket, amiknek összesen két energiaszintjük van. Következésképp az egyik nagyobb a másiknál. Namármost ebbõl van N darab, õk alkotják a rendszert.
Kiindulásképp az összes alapenergián, vagyis az alacsonyabbik energián van, vagyis az energia minimális. Ekkor az entrópiája a legkisebb, hiszen ez csak egyféleképp jöhet létre, az összes részecske az alsó energiaszinten áll.
Elsõ lépésként adjunk a rendszernek annyi energiát, amennyi elegendõ egyetlen atom magasabb energiaszintbe ugrásához. Ekkor egyetlen részecske a magasabb energiára ugrik. Na de melyik? Akármelyik. Vagyis ezt a makroállapotot N-féle mikroállapot valósíthatja meg. vagyis megnõtt a rendszer entrópiája. Adjunk hozzá mégegyszer ennyi energiát, vagyis még egy részecske fog a magasabb energiára ugrani. Vagyis akármelyik két részecske lehet a magasabb állapotban. Ez már (N alatt a 2)-féleképp valósulhat meg, vagyis N*(N-1)/2, ami nagyobb N-nél, vagyis az entrópia tovább nõtt.
Azt történt tehát, hogy energia közlésével növekedik az entrópia, vagyis az egységnyi energiaváltozásra jutó entrópiaváltozás pozitív (lásd képlet), tehát a hõmérséklet pozitív.
Ahogy adjuk hozzá az energiaadagokat a rendszerhez, úgy fog egyre több részecske a magasabb energiaszintre ugorni, és ez egyre több kombinációt tesz lehetõvé, vagyis nõ a mikroállapotok száma, vagyis nõ az entrópia.
Egészen addig, amíg pont N/2 db részecske van a magasabb energiaszinten. Ilyenkor maximális az entrópia, most baromi nagy a hõmérséklet. Adjunk hozzá ismét egy energiaadagot, hogy még egy részecske a magasabb energiaszintre ugorjon: meg is történik. Vagyis most N/2+1 db részecske van magas energiaszinten, DE a lehetséges mikroállapotok száma CSÖKKEN, pontosan ugyanannyi, mint az N/2-1 gerjesztett részecske esetén. Az a középiskolából ismert matematikai szabály érvényes, hogy N részecskébõl ugyanannyiféleképp tudok N/2+1 -et kiválasztani, mint N/2-1 -et otthagyni. Ezt kombinatorikából így tanítják középsuliban: (N alatt a k)=(N alatz az (N-k)).
Szóval mi is történt, energiát adtam a rendszernek, aminek hatására a mikroállapotok száma (vagyis az entrópia) csökkent. Ahogy adogatom az energiát, úgy egyre csökken az entrópia, mígnem az összes részecske a felsõ energiaszinten lesz, vagyis az entrópia újra minimális. Tehát az egységnyi energiaváltozásra jutó entrópiaváltozás negatív, tehát a képlet szerint a hõmérséklet negatív.
Ilyen kétállapotú részecskékként lehet felfogni a részecskék mágneses momentumát (spint). Vagy azonos irányba áll a térrel, és akkor nagyobb az energiája(1/2), vagy ellentétesen, és akkor kisebb(-1/2). A fenti kísérletben ezt csinálták, N/2-nél több spin állt ellentétesen a mágneses térrel, mint azonos irányban. Majd hirtelen átfordították a mágneses teret, ezzel tulajdonképpen felcserélték az energiaszinteket, és hirtelen N/2-nél több részecske spinje állt azonos irányban, mint ellentétesen, vagyis ebben az állapotban ha egy spint ellentétesbõl azonos irányba fordítottál volna (energia hozzáadásával), akkor csökkent volna az entrópia, tehát a hõmérséklet negatív volt.
Ez: "Ha a rendszer csak hûtöd akkor az mindvégig ebben az egyensúlyi állapotban marad." helyett ez: "Ha a rendszer csak fûtöd akkor az mindvégig ebben az egyensúlyi állapotban marad."
Termodinamikai egyensúlyban az állapotok betöltöttségére Maxwell–Boltzmann statisztikát használjuk. (Kivéve ha nem :) ) Ebbõl két nem degenerált állapotra:
Pi / Pj = exp(-Ei/(kT)) / exp(-Ej/(kT))
Pi i-edik állapot betöltöttsége, más néven populációja Ei i-edik állapot energiája
Ebbõl az jön ki hogy ha összehasonlítjuk a különbözõ energiájú állapotok betöltöttségét a magasabb energiájúé mindig alacsonyabb lesz. Határértékként végtelen nagy hõmérsékletre lenne csak az összes állapot azonos mértékben betöltött. De ez csak egyensúlyi állapotra igaz. Ha a rendszer csak hûtöd akkor az mindvégig ebben az egyensúlyi állapotban marad.
Ha viszont gerjeszetjük a rendszert, pl egy másik lézerrel vagy villanófénnyel, akkor lehetségessé válik az hogy a magasabb energiájú állapotok betöltöttsége nagyobb legyen mint valamelyik alacsonyabb energiájú állapoté. Ezt nevezzük populációinverziónak, és ez kell ahhoz hogy a lézer mûködjön.
Így lehetséges az hogy egy "rendszer több magas energiaállapotú atomot tartalmaznak, mint ami a legmagasabb pozitív hõmérsékleten lehetséges".
A kulcs az hogy itt nincs egyensúlyban a rendszer. Ha várunk, nem is kell túl sokat, ez a rendszer közel egyensúlyivá válik, és onnantól kezdve igaz lesz rá a Maxwell–Boltzmann statisztika és már nem lesz "több magas energiaállapotú atomot tartalmaznak, mint ami a legmagasabb pozitív hõmérsékleten lehetséges".
Amit a cikkben írnak az egy olyan állapot ahol sokáig ilyen nem egyensúlyi állapotban tud maradni a rendszer. Szerintem.
A képlet mögött álló fizikai és matematikai tudást még nem tudtam megragadni, ezért úgy próbáltam eddig elképzelni, hogy:
Elõször elképzelek egy majdnem abszolút nulla fokos hideg testet, az atomokat valami kristályrácsba szervezõdve. Ez a test lebegjen valahol az ûrben háborítatlanul , mindentõl elszigetelve, még a kozmikus háttérsugárzástól is. Most ha csak egy kicsi energiát is közlök a testtel (mondjuk az Alpha Centauriról ránéz egy hangya), akkor a test már ettõl a pici energiaközléstõl is sokkal rendezetlenebbé válik. Nem abszolút értelemben, hanem az eredeti mértékéhez arányítva. Valahogy úgy képzeltem, el, hogy az abszolút nulla fokhoz nagyon közeli állapot valamilyen értelemben már olyan magas rendezettségûnek számít, hogy ahhoz képest már az a pici hõmozgás is nagyságrendekkel rendezetlenebbnek tekinthetõ, ami a hangya rápillantásától eredt. Lehet, hogy az Alfa Centauri távolságából jövõ hangyapillantás is elég ahhoz, hogy a rendezetlenség nagymértékben nõjön. Nem azért, mintha a hangya olyan nagy rendezetlenséget tudna bevinni, hanem azért, mert úgy viszonyul az eredeti extrém pici rendezetlenséghez.
Gondolom ezért lehet az is, hogy nem lehet a testeket teljesen abszolút nullára lehûteni. Mert még ha egy tündér jóságosan lehûtené is nekünk egy pillanatra abszolút nullára, akkor is egy pillanat alatt elrontaná az egészet egy olyan csekély energiabevitel is, hogy egy távoli galaxisban egy baktérium eléget egy cukormolekulát, és annak az itteni melege is elég lenne a móka teljes elrontásához. Gondolom, éppen ezt értik a tudósok azon, hogy az abszolút nulla felé közeledve a testek fajhõje egyre kisebb lesz, korlátlanul elenyészve, és éppen ez teszi az abszolút nullát elérhetetlenné. Hétköznapi hasonlattal: a nagy fajhõjû vizet sokkal könnyebb tartósan jéghidegen tartani, mint a kis fajhõjû fémeket, mert a nagy ,,hõtehetetlenségû'' víz viszonylag érzéketlen a szoba zavaró melegére, míg pl. egy kis fajhõjû fémdarab pillanatok alatt átveszi a környezet melegét, tehát tartósan jéghidegen csak különleges elszigeteltség esetén tartható.
Most jön a korábbi hangyapillantásos, abszolútnullafokos gondolatkísérlet kontrasztja: most meg képzeljünk el egy ugyanolyan tömegû és anyagi minõségû testet, mint az elõbb, de ne az ûr hidegében, hanem a Nap belsejében, tízmillió fokon. Vagy akár képzeljünk el még ennél is forróbb anyagot, ahol a részecskék sebessége összevethetõ a fénysebességgel. Nyilván valami kavargó plazma lesz, ahol intuitív értelemben hatalmas zûrzavar uralkodik. Most próbáljuk meg ezt a szinte extrémnek tekinthetõ zûrzavart tovább növelni, mondjuk ugyanolyan arányban vagy mértékben, ahogy az elõbb az abszolút nullafok közeli anyagnál próbáltuk. Bár nem sokat tudok a rendezetlenség pontos fogalmáról, mértékérõl, de szemléletbõl úgy képzelem, hogy a kavargó, extrém rendezetlen plazma rendezetlenségének növelése nagy energiabevitelt igényel, mert már eleve olyan gyors és kavargó és szétkenõdött minden, hogy "a lúd kövérségét" csak nagyarányú további energia bevételével lehet fokozni.
És ha általában is úgy tapasztaljuk, hogy a nagyon forró testeknél valamiféle egységnyi rendezetlenség-növelésre jutó, ahhoz szükséges többletenergia-igény nagy, míg a nagyon hideg testeknél ugyanez az arány meg elenyészõen kicsiny, és a köztes (nem szélsõséges) hõmérsékleteknél is szép szabályosan, éppen a hõmérsékletnek megfelelõen (csak attól függõen) áll be ez az arány, akkor akár tekinthetnénk a hõmérséklet fogalmát eszerint az új fogalom szerint is. Úgy értem, persze csak akkor, ha a tapasztalás azt mutatja a jelenségek elég széles körénél, hogy a hõmérséklet mindenféle intuitív és klasszikus fogalmai épp ugyanannak felelnek meg számszerûen is, amit ezzel a furcsa arány-fogalommal kapnánk.
Ennek az lehet az elõnye, hogy ekkor nem kell feltétlenül mindenféle szabadsági fokra esõ átlagos energiáról beszélnünk a hõmérséklet fogalmának pontos meghatározásához, hanem a rendezetlenség és az energia fogalmára építve is felépíthetnénk ezt a fogalmat. Ennek meg például akkor lenne haszna, ha a jelenségek egyes szûk körénél valamiféle általánosítást szeretnénk, vagyis olyan fogalmakra van szükségünk, amire a klasszikus hõmérséklet definíciók az eredeti értelemben nem alkalmazhatóak.
Õszintén szólva a (termodinamikai) entrópia fogalmát nem értettem meg, és a vele kapcsolatos deriválásos képleteket sem, ezért próbáltam az említett képletet az alábbi módon elképzelni.
Na ne mondd. És mégis hogy van a lézerben több magas energiájú részecske, mint ami akár a legmagasabb pozitív hõmérsékleten SEM lehetséges? Sõt még szobahõmérsékleten SEM lehetséges, de még azon a hõmérsékleten sem, amin a lézer van, azon sem lehetséges.
Nekem a mostani 0 fok is elég hideg és mondanak -10et is hétvégére úgyhogy nem értem minek lejjebb menni ? Amúgy a Millenium Falcon bebizonyította hogy lehet a fénynél gyorsabban repülni és a doki DeLorien -je pedig hogy ha idõt ugrasz akkor a kasznin az abszolut 0 foknál is hidegebb lesz :) na én meg megyek afrikába ,elég a hidegbõl !
Pedig philcsy szépen elmagyarázta.
Nagyon egyszerûen összefoglalva arról van szó, hogy a hõmérsékletet lehet úgy definiálni, hogy
hõmérséklet = energiaváltozás/entrópiaváltozás
Általában egy fizikai rendszerben, ha energiát közlünk vele, akkor a "rendezetlensége", azaz az entrópiája nõ, és fordítva. Tehát az egyenlet jobb oldalán levõ mindkét mennyiség elõjele megegyezik, így a bal oldalon levõ hõmérséklet mindig pozitívnak adódik. Ez a definíció nagyon szépen mûködik a normál fizikai rendszerekben.
A szóban forgó rendszer olyan trükkös, hogy ha energiát közlünk vele, az entrópiája csökken. Így ha a fenti egyenlet szerint számolva "negatív hõmérsékletet" lehet hozzárendelni. A trükköt úgy érik el, hogy instabil állapotba hozzák a rendszert, és bármi kis lökés is "kimozdítja" ebbõl az instabil állapotból, egy "alacsonyabb entrópiájú" állapotba mozgatva azt. Tehát energiát közöltünk vele, és mégis csökken az entrópiája.
Mint philcsy írja, a hõmérsékletnek nem sok értelme van egy nem egyensúlyban levõ rendszerben. El lehet játszani a negatív hõmérséklettel, haszna is lehet, de csak zavaró összehasonlítani a hétköznapi hõmérõben mérhetõ mennyiséggel.
A másik probléma, hogy az így használt (statisztikus fizikában értelmezett) entrópia lényegében szubjektív fogalom, tehát a megfigyelõ választásain múlik. Röviden az entrópia definíciója: ha egy rendszer sokféle állapotban lehet (mikroállapotok), a megfigyelõ nem tud különbséget tenni sok között, és ezeket egy közös állapotnak látja (ezek az ún. makroállapotok). Tehát pl. nem tudjuk, hogy konkrétan melyik gázmolekula mit csinál egy edényben, de ismerjük a gáz nyomását, hõmérsékletét és térfogatát. Az entrópiát makroállapotokhoz rendeljük, és arányos az ahhoz tartozó mikroállapotok számának logaritmusával. A második fõtétel például annyit mond, hogy a makroállapotok úgy szoktak megváltozni, hogy idõben késõbb azok valószínûbbek, amelyeknek *több* mikroállapot felel meg, tehát az entrópia mindig nõ - ami teljesen nyilvánvaló. Tehát ha egy nyomás-hõmérséklet-térfogat hármas többféleképp állhat elõ, akkor az fog bekövetkezni.
Viszont látni kell, hogy a dolog azon múlik, hogy mi mit látunk egyformának, tehát hogyan húzzuk meg a makroállapotok határát. Elvileg egy szuperképességû démon képes lehet név szerint ismerni minden gázatomot, és neki egyik állapot sem tûnik egyformának az edényben, sõt, kijelentheti, hogy épp az az állapot számára a rendezettebb, amibe érkeztünk, és így nem érvényes a fõtétel, a hõmérõje pedig negatívat mér.
Ennek ellenére az entrópia jól használható fogalom: belátható ugyanis, hogy ilyen trükkökhöz mindig energiára van szükség. Lehet, hogy a démon képes fejben tartani minden molekulát, de ehhez az agyának rengeteg energiát kell elhasználnia, és a démonnal együtt értelmezett rendszer számunkra már a második fõtételnek megfelelõen viselkedik.
Ha jól értem, ebben az esetben a fizikai érdekesség az, hogy nem külsõ energiaforrás adja a szükséges extra energiát, hanem elõzõleg eltároljuk a rendszerben magában, így zárt rendszernek nyilváníthatjuk. Egy kigyúrt, szteroidos, felpumpált démonnal állunk szemben, aki korábban megszívta magát energiával, zárt rendszernek deklarálja magát, és elvégzi a trükköt.
Ettõl meg továbbra is az emberi megfigyelõ véges képességein játszunk definíciós játékot. Valószínûleg lehetne egy olyan állapotleírást is adni ehhez a rendszerhez, ahol az entrópia teljesen normálisan viselkedik.
A #6-osom picit segít, meg a #4-es és philcsy beszólásai is, de azok sem sokat.
Igazából, ez egy terminológiai probléma. Ezek a hülye tudósok nem kreatívak. Foggal-körömmel ragaszkodnak a régi fogalmakhoz, ahelyett, hogy ezt az újonnan felfedezett jelenséget teljesen új fogalmakkal magyaráznák el. Persze, akkor az lenne a baj, hogy nem a nép nyelvén szólnak, de egy adott pontra elérve - Nincs mese! - újítani kell.
El kezdtem olvasni, aztán felhagytam vele... totál érthetetlen. 100%ig biztos vagyok, hogy a szerzõ/fordító se sokat értett belõle.
Egy példa: A lézer mûködéséhez populáció inverzióra van szükség. Tehát arra hogy a magas energiájú állaoptokból több legyen betültve mint az alacsonyakból. Ezt sem lehet elérni a hõmérséklet emeléséve. Mégsem mondjuk azt hogy a pumpált lézer "forróbb mint a legforróbb bármi" pedig az is "több magas energiaállapotú atomot tartalmaznak, mint ami a legmagasabb pozitív hõmérsékleten lehetséges".
"A negatív hõmérsékletû rendszerek pontosan ellentétesen viselkednek, az energia hozzáadása csökkenti rendezetlenségüket. Ezek a rendszerek azonban nem a hagyományos értelemben hidegek. Valójában a negatív abszolút hõmérsékletû rendszerek több magas energiaállapotú atomot tartalmaznak, mint ami a legmagasabb pozitív hõmérsékleten lehetséges, ezért a hõ mindig a nulla Kelvin fok fölötti rendszerekbe fog áramlani belõlük,"
Tehát ez forróbb, mint a legforróbb bármi? Nemééééééétem!
Ez a kísérlet halálosan hasólínt a "Day After Tomorrow" (Holnapután) filmre. A film végén meg fordult a sarki mágneses pólusok és bekövetkezett az abszolút ZERO. És még pop-corn sem kellet hozzá.
mármint úgyértettem hélium szuperfolyékony hélium már lassan én is tompa leszek
javítom: "Viszont ez azt jelentené hogy az alapállapot nem az igazi alapállapot. Ez viszont azt jelentené hogy a kvantum-elméletek használhatatlanok a valóság leírására."
Ahogy én tudom még a Brown mozgás sem áll le, ez is a ZPE miatt.
A BEC-nél meg fontos, hogy egész spinû bozonokból álljon a cuccos, ott ugyan is nem érvényesül a Pauli-elv, ami kizárja, hogy azonos kvantum állapotokban több részecske is tartózkodjon. Általában a normál anyag feles spinû részecskékbõl áll, ahol egy kvantumállapotot csak egy részecske foglalhat el. Az anyag ezért mutat akármilyen szerkezetet egyáltalán.
Olyan atommagoknál, atomoknál viszont ahol a rendszer teljes spinje egészre jön ki tapasztalhatunk bozon-szerû tulajdonságokat, ilyenkor talán bármennyi részecske lehet ugyan azon a helyen.
Talán meg kéne próbálkozni egy feketelyuk készítéssel ez alapján!
Végre, bár szigorlatoztam is anno ötomfizikábú, de kezdtem nem érteni mi a rohadás van, mígnem meg nem említetted a csigakaput, meg a ZPM-et! Mosmá akkor minden világos! DAnkesõn! Maj jön Samantha Carter és jól megoldja! Megnyugtató.
Én nem értem a cikket. Lehet, hogy a fordít sem...? Ilyen szintû fizikáról mezei újságíró nehezen ír vagy fordít értelmeset.
Még, hogy új anyagállapot.... A melóhelyem homlokzatán van egy kijelzõs hõmérõs-óra. Na az szokott mostanában nem csak +0- át hanem -0-át is mutatni.... Lehet, új munkahely után kell néznem ??
Jól értem, hogy ez a cikk a fing fúrészelésérõl szól?
Ha "beállna a hullamerevség" akkor az addigi alapállapotú rezgés energiája felszabadulna. Megcsinálnád a Csillag kapus zérópont generátort. Ami mellékhatásként folyamatosan ölné az univerzumot.
Viszont ez azt jelentené hogy az alapállapot nem az igazi alapállapot, és az igazi alapállapot energiája nulla. Ez viszont azt jelentené hogy a kvantum-elméletek használhatatlanok a valóság leírására, hiszen mindben van egy nem nulla energiájú alapállapot.
"Ha a fenti cikket az ember szó szerint értelmezné, akkor az abszolút nulla foknál is kisebb, azaz abszolút negatív hõmérsékleteken egy test nem adja le a hõjét a környezetében lévõ, nála hidegebb testnek, hanem épp fordítva a hõ a hidegebb testtõl a melegebb felé áramlik. Nagy baromságot írtam?" Ha szó szerint vesszük akkor igen. De itt is #4 "blessyou" -re hivatkoznék. Itt nincs értelme hõrõl beszélni. Ez a hõmérséklet definíció a klasszikustól nagyon távol van. Azért nevezik ezt is hõmérsékletnek mert hagyományos eredményeket ugyanúgy visszaadja,tehát semmivel nem rosszabb mint a hagyományos. Viszont általánosan használható.
A magmozgás, és minden más mozgás, soha nem áll le. Még 0°K-en sem. A Bose-Einstein kondenzátumban minden részecske alap állapotban van. De még ebben is mozognak. ZPE energiával rezegnek.
Hogy mi a hõmérséklet az csak definíció kérdése. Itt a #4 "blessyou" által megadott statisztikus fizikai definícióban a használták a hõmérséklet fogalmát. A hétköznapi életben viszont a termodinamikai mérésdefiniálást használják. Ez az amikor van egy mérõeszköz amin van egy skála - attól függõen hogy ez milyen lesz °C °F K a mértékegység - és ezt az eszközt a mérni kívánt rendszerrel megpróbáljuk termodinamikai egyensúly közeli állapotba hozni. A hõmérséklet és a részecskék mozgása közötti egyszerû összefüggést is a termodinamikán belül értelmezik. Tehát van két különbözõ hõmérséklet-definíció, ami nagyon különbözõ képet fest a világról. Logikusnak tûnik hogy a kettõ közül valamelyik nem helyes.
Amikor hõmérsékletet mérünk akkor az kelvin skálán mindig pozitív érték lesz. De pozitív értékekre a két definíció egymással ekvivalens. A különbség csak a negatív értékekre adódik hiszen ezt az egyikben értelmetlen, a másikban viszont értelmezhetõ, viszont nem mérhetõ. A nem mérhetõség oka az hogy a hõmérsékletméréshez termodinamikai egyensúlyba kell lennie a mérõeszköznek és a mért rendszernek. A gyakorlatban ez praktikusan közel termodinamikai egyensúllyá módosul. Viszont termodinamikai egyensúlytól távol lévõ rendszerek hõmérsékletét nem méréssel meghatározni. Viszont a statisztikus fizikai definíció lehetõséget ad arra hogy mégis meghatározzuk a hõmérsékletét. Viszont ez nem egyensúlyi esetben negatív értéket is adhat.
Bla-bla. A lényeg ott van, amit teddybear írt: ha a Brown-mozgás leáll az az abszolút nulla fok - bár ezt szerintem ki kell egészíteni. Nem ragozom, annyira nem értek a termodinamikához, de annyit azért sejtek, hogy akkor is, ha egy szilárd anyagnál leáll a Brown-mozgás, spontán magbomlás még lehet, vagy az elektronok is pörögnek az atommagok körül. Amikor meg már azok is leállnak, ha jól tudom, akkor keletkezik a Bose-Einstein kondenzátum.
Ha a fenti cikket az ember szó szerint értelmezné, akkor az abszolút nulla foknál is kisebb, azaz abszolút negatív hõmérsékleteken egy test nem adja le a hõjét a környezetében lévõ, nála hidegebb testnek, hanem épp fordítva a hõ a hidegebb testtõl a melegebb felé áramlik. Nagy baromságot írtam?
"De ennél most nem termodinamikai rendszerrõl van szó." Az eredeti hõmérséklet definíció - pontosabban a hõmérséklet mérésének eredeti termodinamikai definíciója, ami a 0. fõtételbõl adódik - egyébként is kicsit problémás, hiszen termodinamikai egyensúlyt feltételez a rendszer és a mérõeszköz között. Ilyet pedig a gyakorlatban soha nem tudunk megvalósítani. Sok esetben közel járunk viszont vannak olyan esetek amikor nagyon távol.
(Példa az ember és a lázmérõ esete. Ha lázat akarunk mérni és tartjuk magunkat a hõmérséklet mérés termodinamikai fogalmához akkor meg kellene várnunk hogy a hõmérõ és a testünk termodinamikai egyensúlyba kerüljön. A gyakorlatban várunk pár percet és megelégedünk ennyivel. Ha viszont pontosabban meg akarjuk határozni az ember hõmérsékletét azzal a problémával találkozunk, hogy már maga az ember is a termodinamikai egyensúlytól nagyon távol van. Ha tehát meg akarjuk mérni egy ember pontos hõmérsékletét elõször meg kell várnunk amíg termodinamikailag stabil állapotba kerül. Mivel ez véges idõ alatt nem megy végbe, így a második legjobb megoldást kell alkalmaznunk, megvárjuk míg az egyensúly közel beáll, majd méréssorozattal és annak a végtelenbe való extrapolációjával bûvészkegyük ki az eredményt. Viszont egy ilyen mérés során a páciensbõl már csak humusz vagy még az sem marad mire a hõmérsékletét meg tudjuk pontosan mérni.)
Ez a statisztikus fizikai definíció nagyon trükkös, hiszen lényegében az eredeti entrópiadefiníciót használja, csak éppen megfordítva. Az entrópiát máshogy definiálja - az állapotösszeg segítségével - így az eredeti definiáló egyenlet átrendezésével most a hõmérséklet definícióját kapjuk. Kár hogy a gyakorlatban az állapotösszeget csak ritkán és akkor is csak közelítõleg tudjuk meghatározni.
(Ha így akarnánk meghatározni egy ember hõmérsékletét, akkor elõször is az emberre kellene egy állapotösszeget felírni, ami nem kis munka. :) )
Tehát van két hõmérséklet definíciónk, a hagyományos szigorúan véve soha nem használható mérésre, a másik pedig az állapotösszeg nehéz kezelhetõségén vérzik el. Odakint viszont rohadt hideg van :)
"Most az abszolút nulla fok dõl meg, majd lassan megdõl az a fránya fénysebesség is... " Fordítva van! Az elõbbi nem meg dõlt, csak egy fizikai jelenséget neveztek el mínusz hõmérsékletnek. Az utóbbit pedig már régen nem tartják állandónak. (hiszen még megállítani is tudják a fényt, nézd meg a Mindentudás Egyeteme errõl szóló részét)
Most az abszolút nulla fok dõl meg, majd lassan megdõl az a fránya fénysebesség is...
Az abszolút nulla fok egy átléphetetlen határnak hangzik, amit képtelenség vizsgálni, pedig a negatív hõmérsékletek különös birodalma nem csupán elméletben létezik, de a gyakorlatban is elérhetõnek bizonyult. Egy múlt héten felvázolt új módszerrel új anyagállapotok körvonalazódhatnak. Egy rendszerben a hõmérsékletet az határozza meg, hogy miként befolyásolja a zavar, vagyis az entrópia mértékét az energia hozzáadása vagy elvonása. Az ismerõs, pozitív hõmérsékletû rendszereknél az energia hozzáadása növeli a zavart. Egy jégkocka felmelegítése például olvadást eredményez, amivel az anyag egy rendezetlenebb folyadékká válik. Ha folyamatosan energiát vonunk el, akkor egyre közelebb jutunk az abszolút, vagy a Kelvin-skála nullájához, ahol a rendszer energiája és entrópiája a minimumára csökken.
A negatív hõmérsékletû rendszerek pontosan ellentétesen viselkednek: az energia hozzáadása csökkenti rendezetlenségüket. Ezek a rendszerek azonban nem a hagyományos értelemben hidegek, valójában a negatív abszolút hõmérsékletû rendszerek több magas energiaállapotú atomot tartalmaznak, mint ami a legmagasabb pozitív hõmérsékleten lehetséges, ezért a hõ mindig a nulla Kelvin fok fölötti rendszerekbe fog áramlani belõlük, mintsem elvonnák azoktól, ahogy azt a hideg klasszikus értelmezése sugallná.
A negatív hõmérsékletû rendszerek létrehozása természetesen nem egyszerû, az objektumok nem hûthetõk abszolút nulla fokra, viszont megoldható hogy a pozitívból egyenesen átlépjünk a neve ellenére az abszolút nullánál nem hidegebb negatív abszolút hõmérsékletekbe, amit már kísérletekkel is sikerült bizonyítani.
A kísérlet lényege, hogy az atommagokat egy mágneses mezõbe helyezték, amiben parányi rúdmágnesekként viselkedtek, felsorakozva a mezõ mentén. Ezután a mezõt hirtelen megfordították, ezzel a magok rövid idõre szembe kerültek azzal az iránnyal, amiben a legalacsonyabb energiájukban lettek volna. Abban a röpke pillanatban, amíg ebben az állapotban voltak úgy viselkedtek, mintha negatív abszolút hõmérsékletük lenne, egészen addig, míg õk is át nem billentek a mezõ megváltozott irányának megfelelõen.
Mivel a mag csak két lehetséges állapot között ingadozhat - párhuzamos vagy ellentétes a mezõvel - ez a kísérleti elrendezés csak korlátozott lehetõségeket biztosít a vizsgálódásra. 2005-ben Allard Mosk elméleti fizikus, aki jelenleg a holland Twente Egyetemen dolgozik, elõállt egy kísérleti tervvel, ami nagyobb mozgásteret biztosíthat a negatív hõmérséklet kutatásához.
Elsõként lézerekkel egy magas rendezettségû, alacsony entrópiás állapotú gömbbe terelik az atomokat. Újabb lézerekkel egy fénymátrixot, úgynevezett optikai rácsot alkotnak, ami alacsony energiájú „kutakkal” veszi körül az atomgömböt. Az elsõ lézersorozatot ezután úgy módosítják, hogy elkezdje széttolni a gömb atomjait. Ez az atomokat egy instabil állapotban hagyja, mintha egy hegycsúcson egyensúlyoznának. Az optikai rács – folytatva a fenti hasonlatot – a hegyoldal hasadékaiként szolgál, és megállítja a legördülõ atomokat. Ez, ebben az állapotban, elvéve az atomok potenciális energiájának egy részét, ami által eltávolodnak egymástól, nagyobb rendezetlenséghez vezet, ami megfelel a negatív energiarendszer definíciójának. Mosk elvét Achim Rosch, a Kölni Egyetem kutatója és munkatársai finomították. Az általuk javasolt kísérleti elrendezés gyakorlatilag változatlan, azonban a német csapat számításai alátámasztják az eset kivitelezhetõségét, de ami ennél is fontosabb, javasolnak egy módszert, amivel letesztelhetõ a kísérlet negatív hõmérséklet-keltõ képessége. Mivel az atomok a negatív hõmérséklet állapotban viszonylag magas energiákkal rendelkeznek, ezért gyorsabban kellene mozogniuk, amikor kiszabadulnak a rácsból, mint azt egy pozitív energiájú atomfelhõ tenné. „A kutatás azt mutatja, hogy az új módszerrel van realitása a negatív hõmérséklet elérésének laboratóriumi körülmények között”. „Ez olyan valami lenne, amit nagyon szeretnék látni”- mondta Mosk, aki nem vett részt német kollégái munkájában. Rosch és munkatársai elméleti fizikusok, nincsenek meg az eszközeik a kísérlet elvégzésére, azonban úgy vélik, egy kísérleti csapat akár egy éven belül letesztelhetné elgondolásukat.
A lézerek és mágneses mezõk kombinációjával az atomokat arra késztethetnék, hogy különbözõ erõk skáláján vonzzák, vagy taszítsák egymást. „Ezt felhasználhatnák új anyagállapotok létrehozására, és egészen szokatlan rendszerekben is eljátszadozhatnának velük” - mondta Rosch. Ez egy teljesen felderítetlen terület, tette hozzá, ami számos meglepetést tartogathat.
Na, ugye, hogy ti sem értitek.
"de ha hõ áramlik ki belõle, akkor hogyan lehet negatív hõmérsékletû?"
A hõmérséklet statisztikus fizikai definíciójából adódik, amiben nem szerepel "hõ".
∂S/∂E=1/T, ahol S az entrópia, E az energia, T a hõmérséklet. Az így definiált hõmérséklet normál (termodinamikai) körülmények között megegyezik az általunk érzékelt termodinamikai hõmérséklettel. De ennél most nem termodinamikai rendszerrõl van szó.