Как заморозить воду быстрее? Сначала вскипятите ее и плюньте на здравый смысл
NewsMakerУ явления, которое выглядит как издевка над логикой, появилось объяснение через эффект Мпембы.
Вы же знаете, что горячая жидкость замерзает быстрее холодной? Да, и для нас это тоже всегда выглядело как издевка над школьной физикой. Но теперь у этого парадокса появилось общее объяснение. Недавно физики предложили теоретическую схему, которая связывает разные проявления эффекта Мпембы и показывает, почему система, сильнее выведенная из равновесия, иногда возвращается в устойчивое состояние быстрее, чем менее возмущенная.
История началась в 1963 году, когда танзанийский школьник Эрасто Мпемба заметил неожиданную вещь: горячая смесь для мороженого в морозильнике застывала быстрее, чем предварительно охлажденная. Поначалу наблюдение встретили с недоверием, но в 1969 году результат подтвердили экспериментально в работе Мпембы и физика Дениса Осборна. Позже похожие явления нашли в самых разных процессах: от кристаллизации полимеров до переходов в магнитных материалах. Картина повторялась снова и снова: состояние, которое сначала сильнее отклонили от равновесия, порой приходило к нему раньше.
Со временем задача стала только сложнее. Аналоги эффекта Мпембы обнаружили и в квантовой физике . Эксперименты с захваченными ионами показали, что состояние с большей начальной асимметрией может восстанавливать симметрию быстрее, чем состояние с более слабым нарушением. Наблюдения намекали на существование какого-то общего закона, только вот физикам долго не удавалось описать классические и квантовые случаи в рамках одной модели.
Группа Джона Гулда из Тринити-колледжа в Дублине подошла к задаче через теорию ресурсов. Такой метод позволяет проследить, как система по мере движения к равновесию теряет физические параметры вроде энергии и симметрии. В новой работе именно их авторы рассматривают как ресурсы, по убыванию которых можно описывать ход релаксации, то есть возвращения системы в устойчивое состояние.
Вы же знаете, что горячая жидкость замерзает быстрее холодной? Да, и для нас это тоже всегда выглядело как издевка над школьной физикой. Но теперь у этого парадокса появилось общее объяснение. Недавно физики предложили теоретическую схему, которая связывает разные проявления эффекта Мпембы и показывает, почему система, сильнее выведенная из равновесия, иногда возвращается в устойчивое состояние быстрее, чем менее возмущенная.
История началась в 1963 году, когда танзанийский школьник Эрасто Мпемба заметил неожиданную вещь: горячая смесь для мороженого в морозильнике застывала быстрее, чем предварительно охлажденная. Поначалу наблюдение встретили с недоверием, но в 1969 году результат подтвердили экспериментально в работе Мпембы и физика Дениса Осборна. Позже похожие явления нашли в самых разных процессах: от кристаллизации полимеров до переходов в магнитных материалах. Картина повторялась снова и снова: состояние, которое сначала сильнее отклонили от равновесия, порой приходило к нему раньше.
Со временем задача стала только сложнее. Аналоги эффекта Мпембы обнаружили и в квантовой физике . Эксперименты с захваченными ионами показали, что состояние с большей начальной асимметрией может восстанавливать симметрию быстрее, чем состояние с более слабым нарушением. Наблюдения намекали на существование какого-то общего закона, только вот физикам долго не удавалось описать классические и квантовые случаи в рамках одной модели.
Группа Джона Гулда из Тринити-колледжа в Дублине подошла к задаче через теорию ресурсов. Такой метод позволяет проследить, как система по мере движения к равновесию теряет физические параметры вроде энергии и симметрии. В новой работе именно их авторы рассматривают как ресурсы, по убыванию которых можно описывать ход релаксации, то есть возвращения системы в устойчивое состояние.