Сообщить об ошибке на сайте
URL
Ошибка
Научный прорыв

Физики-теоретики Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США смогли объединить две фундаментально различных картины реальности — статистическую и динамическую. Революционное исследование об этом опубликовано в журнале The Journal of Chemical Physics.

В статистической механике система реализует все возможные состояния, то есть атомы принимают все возможные положения и скорости для данного объема энергии или температуры. В этом подходе ученым не важен порядок, в котором они переходят из одного состояния в другое, и время, которое на это уходит. Время не рассматривается.

Напротив, в динамическом подходе система может не иметь всех состояний, которые возможны в принципе, потому что энергии может быть не достаточно, чтобы перейти энергетический барьер или потому что временное окно слишком короткое. «Когда система не „видит“ других состояний за энергетическим барьером в динамике, это как будто путник не может разглядеть следующую долину за грядой гор», — говорит физик Юлиус Елинек.

Выбирая один из подходов, ученые вынуждены идти по одному из расходящихся путей, поскольку эти концепции не во всем соглашаются друг с другом. При определенных условиях, например, при достаточно высоких энергиях и на большом временном отрезке, статистическая и динамическая картины мира синхронизируются. Однако во многих других случаях они заметно отличаются.

Фундаментальная характеристика, лежащая в основании статистической механики, это «плотность состояний», то есть общее число состояний, которые может принимать система при данной энергии. Проблема заключается в том, что когда дело доходит до колебательного движения систем, ученые имеют точное решение для плотности состояний только для двух идеализированных случаев, так называемых гармонических осцилляторов. Поскольку реальные системы не являются ни одной из этих двух, распространенной практикой стало использование гармонического приближения, которое держится на предположении, что реальные системы ведут себя почти так же, как гармонические.

Это предположение неплохо работает для низких энергий, но становится неприменимым, когда энергия возрастает. Окончательное и точное решение для колебательной плотности состояний систем с любой степенью ангармонизма оставалась неразрешенной проблемой, пишет Phys.org.

Такое решение было найдено Елинеком в сотрудничестве с Дарьей Алейникавой. «Это решение принесет пользу многим отраслям физики, химии, материаловедения, нанонауки и биологии», — говорит Елинек. — Оно примиряет статистическую механику с динамикой вне зависимости от специфики или особенностей динамического поведения системы".

Подписывайтесь на наши каналы в Telegram

«Хайтек» - новости онлайн по мере их появления

«Хайтек» Daily - подборки новостей 2 раза в день

перейдите по одной из ссылок и нажмите кнопку Join
Cтартап использует поезда для хранения энергии
Хранение энергии
Солнечный самолет совершит первый полет в стратосферу в 2018 году
Транспорт будущего
В США криптовалюты хотят приравнять к доллару
Тренды
«Ледяные батареи» сократят потребление энергии на 95%
Чистая энергия
Uber предложили объединить с Tesla
Технологические компании
В Великобритании создали самого маленького робота-хирурга
Робот-врач
Мобильные технологии
Топ-5 функций Oreo — новой ОС Android
Ford может полностью перейти на электромобили
Электромобили
«Из-за ИИ придется пересмотреть отношение к образованию и карьере»
Искусственный интеллект
Открыт новый класс химических реакций
Научные открытия
«Роботы уничтожат средний класс»
Мнения
Энди Рубин: «ИИ-смартфон станет виртуальной копией пользователя»
Мнения
Транспорт будущего
«Дни двигателя внутреннего сгорания сочтены»
Wal-Mart запатентовала летающий склад-дирижабль
Идеи
Криптовалюты
Один день на крупнейшей в мире китайской биткойн-шахте
Японские ученые продлили срок службы солнечных модулей из перовскитов
Идеи
Найден способ предотвращения нестабильности термоядерной реакции
Термоядерный синтез
«Дети должны обучаться программированию с двух лет»
Образование
К 2021 году в России будет использоваться 12,8 млн VR-шлемов
Мнения
ИИ научился видеть скрытые аналогии
Обучение машин
В России разработано оптоволокно с квадратной сердцевиной
Оптика
Тренды
Илон Маск и другие ИТ-лидеры требуют запретить военных роботов
«Блокчейн передаст власть над играми в руки геймеров»
Технологии игр
В Китае начал работу киберсуд по интернет-делам
Идеи
Система распознавания речи Microsoft установила новый рекорд
Распознавание речи
ИИ научился считывать намерения людей
Искусственный интеллект
Возобновляемая энергетика принесла экономике США до $113 млрд
Чистая энергетика
Facebook запатентует очки дополненной реальности
Тренды
NuTonomy запустит в Сингапуре сервис роботакси в 2018 году
Беспилотные автомобили
Южная Корея построит в Египте гигантскую умную ферму за $10 млрд
Тренды
Испытан первый в мире электрогенератор на океанических течениях
Возобновляемая энергетика
Sony поможет новичкам разрабатывать ИИ
Искусственный интеллект
Мнения
«Алгоритмам нельзя внушить представление о справедливости»
«ИИ будет двигателем четвертой технологической революции»
Кейсы
Стартап Made in Space напечатал радиационный щит прямо на борту МКС
Обитаемый космос
В 2018 году мировая солнечная энергетика прибавит 100 ГВт
Мнения
Термомагнитная стимуляция мозга заставила мышей двигаться против воли
Идеи
В Шотландии построят самую большую в регионе солнечную электростанцию
Солнечная энергетика
Глава Ford: «До полноценных робомобилей пока далеко»
Мнения
Искусственная матка будет создана после 2020 года
Идеи
Комиссия по ценным бумагам и биржам США будет регулировать ICO
Криптовалюты
Тренды
Все, что нужно знать про биткойн
Берлинский финтех-стартап помог европейцам инвестировать €4 млрд
Финансовые стартапы
Правительство Австралии установит контроль над обменниками криптовалют
Криптовалюты
Изобретена резина, которая не боится проколов
Новые материалы
Разработан метод стирания страшных воспоминаний
Идеи
Тайвань просит Tesla построить на острове хранилище энергии
Хранение энергии
Военные дроны
Оружейная компания установила на квадрокоптер пулемет
США установили рекорд по числу проданных роботов
Кейсы
Автомобили будущего
Toyota запатентовала невидимые боковые стойки
Солнечные стеклоблоки обещают революцию в строительстве
Идеи
В Казани пройдет IoT World Summit Russia 2017
Тренды