據美國“每日科學”網站7月31日消息,美國貝勒大學的研究人員首次在實驗中觀測到分子混沌現象,從而證實了早已廣為承認,但一直未被證明的分子混沌確實存在。
1877年,玻爾茲曼提出“分子混沌”假定。該假定認為:分子在碰撞之前彼此互不相干,只是在碰撞之后才變得相互存在聯系。碰撞改變了混沌局面。也就是說,碰撞前后是不對稱的。
分子混沌假設是大氣動力學理論的一部分,這個理論延伸出來的一系列解釋都暢通無阻,所以,人們都認為真的存在分子混沌,然而直到現在,還無法證明。
奧拉夫森同賓州州立大學的物理學副教授威廉姆?巴克斯特合作構建了兩種“氣體”,也可以說是構建了兩“層”氣體,在一層中分子混沌被保留,研究人員測量了麥克斯韋-玻耳茲曼統計,這些數據可以算出空氣中分子運動的速度;在另一層中,沒有建立分子混沌狀態,測量的數據也沒有遵循麥克斯韋-玻耳茲曼統計。研究人員指出,或許最令人感興趣的部分在于當這兩層“氣體”同時展示各自行為的時候,它們是相互聯系的。
奧拉夫森說:“這兩個層可以被認為是同時出現在熱力接點中的兩種氣體,但一種證明了分子混沌狀態,而另外一種沒有。它意味著,能量怎樣被注入或者分布在兩層氣體中的細節是非常重要的,這有助于理解某系統何時將顯示出分子混沌狀態”。奧拉夫森也認為,這個結果有助于建立非平衡系統驅動的基礎熱力學。
該項目的負責人,貝勒大學的物理學副教授杰弗里?奧拉夫森說:“我們第一次看到這個現象時,真是欣喜若狂。以前,計算機已經模擬出來分子混沌現象,但這種現象還是首次在實驗室中被觀察到。”
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