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美科學(xué)家首次在實(shí)驗(yàn)中觀測(cè)到分子混沌現(xiàn)象

發(fā)布時(shí)間:2007-12-04 作者: 來(lái)源:科技日?qǐng)?bào) 瀏覽:800

  據(jù)美國(guó)“每日科學(xué)”網(wǎng)站7月31日消息,美國(guó)貝勒大學(xué)的研究人員首次在實(shí)驗(yàn)中觀測(cè)到分子混沌現(xiàn)象,從而證實(shí)了早已廣為承認(rèn),但一直未被證明的分子混沌確實(shí)存在。
 
  1877年,玻爾茲曼提出“分子混沌”假定。該假定認(rèn)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(lián)系。碰撞改變了混沌局面。也就是說(shuō),碰撞前后是不對(duì)稱的。
 
  分子混沌假設(shè)是大氣動(dòng)力學(xué)理論的一部分,這個(gè)理論延伸出來(lái)的一系列解釋都暢通無(wú)阻,所以,人們都認(rèn)為真的存在分子混沌,然而直到現(xiàn)在,還無(wú)法證明。
 
  奧拉夫森同賓州州立大學(xué)的物理學(xué)副教授威廉姆?巴克斯特合作構(gòu)建了兩種“氣體”,也可以說(shuō)是構(gòu)建了兩“層”氣體,在一層中分子混沌被保留,研究人員測(cè)量了麥克斯韋-玻耳茲曼統(tǒng)計(jì),這些數(shù)據(jù)可以算出空氣中分子運(yùn)動(dòng)的速度;在另一層中,沒(méi)有建立分子混沌狀態(tài),測(cè)量的數(shù)據(jù)也沒(méi)有遵循麥克斯韋-玻耳茲曼統(tǒng)計(jì)。研究人員指出,或許最令人感興趣的部分在于當(dāng)這兩層“氣體”同時(shí)展示各自行為的時(shí)候,它們是相互聯(lián)系的。
 
  奧拉夫森說(shuō):“這兩個(gè)層可以被認(rèn)為是同時(shí)出現(xiàn)在熱力接點(diǎn)中的兩種氣體,但一種證明了分子混沌狀態(tài),而另外一種沒(méi)有。它意味著,能量怎樣被注入或者分布在兩層氣體中的細(xì)節(jié)是非常重要的,這有助于理解某系統(tǒng)何時(shí)將顯示出分子混沌狀態(tài)”。奧拉夫森也認(rèn)為,這個(gè)結(jié)果有助于建立非平衡系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的基礎(chǔ)熱力學(xué)。
 
  該項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人,貝勒大學(xué)的物理學(xué)副教授杰弗里?奧拉夫森說(shuō):“我們第一次看到這個(gè)現(xiàn)象時(shí),真是欣喜若狂。以前,計(jì)算機(jī)已經(jīng)模擬出來(lái)分子混沌現(xiàn)象,但這種現(xiàn)象還是首次在實(shí)驗(yàn)室中被觀察到?!?nbsp;
 

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