@ 2017.12.30 , 22:00
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在这个微小空间里,时间似乎倒流了

在这个微小空间里,时间似乎倒流了
Credit: 锐景创意

人人都知道,时间只能前进,不可倒退。然而,物理学家总是难以证明这点。如今,研究人员采用氯仿和丙酮的混合物,创造出让时间看似倒流的情况。不过,该研究无法让我们重返过去,见识恐龙的面貌。但它也许能够解释,为什么宇宙的时间只能朝一个方向流动。

从直觉上看,时间非常简单。举例而言,我们能够记住过去,但却无法记得未来。然而,当我们将事物分解为更简单的法则时,却找不到“因在先、果在后”的明确原因。既然我们能够翻转用来描述粒子运动和相互作用的方程式,那么时间为什么不能来回流动呢?

其中一条线索隐藏在“熵”里。在封闭系统(如宇宙)内,物质会从有序状态变成无序状态。举个例子,将一盆热水放在寒冷的屋子里,你不能指望水变得更热、屋子变得更冷。哪怕热力学无法确切解释为何存在“时间”这个东西,我们依然可以从这个角度进行探究。

多项实验表明,哪怕在量子水平上,粒子的行为通常也取决于初始状态。换句话说,它们随着时间向前运动。这个普遍原理是否存在局限性?从这项新实验的结果看来,答案是肯定的。

氯仿,即三氯甲烷,由1个碳原子、1个氢原子、3个氯原子构成。研究人员将氯仿悬浮在丙酮中,并用强磁场使碳、氢原子的原子核排成一列,然后操纵它们的旋转动量。他们用核磁共振缓慢加热原子核,“监听”它们的行为表现。

根据时间法则,一个原子核受热后,会将它的随机运动传递给温度较低的粒子,直到双方温度一致。我们能够从它们各自的能态中辨认出这点。在通常情况下,事实确实如此。但研究人员发现了一个非常有趣的例外情况。当粒子相互关联(类似于弱版的量子纠缠)时,两者的能量共享便会产生显著变化——受热的氢原子变得更热,而碳原子变得更冷。换句话说,在这个微小的空间里,等价于时间倒流的热力学现象发生了。

这项实验同时涉及到量子力学和热力学。目前,物理学家正在试图研究这个全新的领域。我们通过这项实验得知,在粒子水平上,在运用量子物理的法则时,热量能够以奇特的方式进行传输,这将来也许能够应用于技术中。

本文译自 sciencealert,由译者 蛋花 基于创作共用协议(BY-NC)发布。
原作者:MIKE MCRAE


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  1. 3659594

    每个字都能看懂

  2. 三当家
    @5 months ago
    3659600

    也不算倒流啦,虽然看似熵减但是这个体系有能量输入啊

  3. 3659605

    所以吸毒的看到时间倒流。是大脑级别的真实现象?

  4. 天朝特技总局
    @5 months ago
    3659610

    我知道评论区不能养狗

  5. 3659623

    违反了热力学第二定律,有点意思,看后续

  6. 六洞大师
    @5 months ago
    3659625

    我觉得强磁场是这种现象的重要原因,促成了熵减少。根本不是真正的时光倒流

  7. 三当家
    @5 months ago
    3659645

    @六洞大师: 不止哦,还有核磁在往体系里供能

  8. 3659653

    我就知道你们会膜

  9. 3659682

    文章中说的是原子间的能量共享发生变化,说明就是在不考虑核磁增加的能量的条件下也有能量违反热二的情况发生了。但是在这么简单的条件下就能复现这种现象真的很怪,坐等后续

  10. 赖猫咯
    @5 months ago
    3659737

    时间是不存在的,只有运动才是衡量是标准,时间明显是人类定义,但站在广阔的宇宙来说,时间无关要紧

  11. 3660215

    氯仿啊,确实有让人感到变年轻的作用

  12. 太空猴
    @5 months ago
    3660218

    假装看得懂

  13. 3664223

    @赖猫咯: 因为时间是统治工具

  14. 大王发财
    @5 months ago
    3666704

    没人知道麦克斯韦妖么……

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