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科学家首次在实验中观测到分子混沌现象

  本报讯 (实习生刘霞)据美国“每日科学”网站7月31日消息,美国贝勒大学的研究人员首次在实验中观测到分子混沌现象,从而证实了早已广为承认,但一直未被证明的分子混沌确实存在。

  1877年,玻尔兹曼提出“分子混沌”假定。
该假定认为:分子在碰撞之前彼此互不相干,只是在碰撞之后才变得相互存在联系。碰撞改变了混沌局面。也就是说,碰撞前后是不对称的。

  分子混沌假设是大气动力学理论的一部分,这个理论延伸出来的一系列解释都畅通无阻,所以,人们都认为真的存在分子混沌,然而直到现在,还无法证明。

  奥拉夫森同宾州州立大学的物理学副教授威廉姆·巴克斯特合作构建了两种“气体”,也可以说是构建了两“层”气体,在一层中分子混沌被保留,研究人员测量了麦克斯韦-玻耳兹曼统计,这些数据可以算出空气中分子运动的速度;在另一层中,没有建立分子混沌状态,测量的数据也没有遵循麦克斯韦-玻耳兹曼统计。研究人员指出,或许最令人感兴趣的部分在于当这两层“气体”同时展示各自行为的时候,它们是相互联系的。

  奥拉夫森说:“这两个层可以被认为是同时出现在热力接点中的两种气体,但一种证明了分子混沌状态,而另外一种没有。它意味着,能量怎样被注入或者分布在两层气体中的细节是非常重要的,这有助于理解某系统何时将显示出分子混沌状态”。奥拉夫森也认为,这个结果有助于建立非平衡系统驱动的基础热力学。

  该项目的负责人,贝勒大学的物理学副教授杰弗里·奥拉夫森说:“我们第一次看到这个现象时,真是欣喜若狂。以前,计算机已经模拟出来分子混沌现象,但这种现象还是首次在实验室中被观察到。”
(责任编辑:龚伦常)
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