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量子物理学でさえエントロピーの法則に従います！

それは私たちが知っている最も重要な自然の法則の1つです。熱力学の有名な第二法則は、運が入ると世界がますます厄介になっていると言います。または、より具体的に言えば、すべての閉じたシステムでエントロピーを増やす必要があります。ただし、一見すると、量子物理学はこのルールを実際に順守していないようです。 数学的に言えば、量子システムのエントロピーは常に同じままです。Tu Wienの研究チームは、この明らかな矛盾をより詳細に調査し、検討しているエントロピーの種類に依存することを示すことができました。 量子物理学の基本的なアイデアと互換性のある方法でエントロピーの概念を定義する場合、それと熱力学の間にはもはや矛盾はありません。 エントロピーは、最終的な障害状態に達するまで、最初に配置された量子システムでも増加します。または 「障害」を伴う「エントロピー」の方程式は絶対に正しくありません。結局のところ、「障害」で理解していることは主観的かもしれませんが、エントロピーは数学的方程式で明確に定義できます。 «エントロピーは、システムが特別で非常に特別な状態にある場合の尺度であるため、システムはエントロピーが低い場合、またはほとんど同じように見える多くの状況の1つにあるため、エントロピーが高い場合「、教授は説明します マーカス・フーバー 個人および亜原子物理学研究所によって あなたはウィーンです。非常に特定の状況、たとえば、色が正確に分類されたボールでいっぱいの箱から始めた場合、箱を少し振ると、より高いエントロピー状態が時間とともに成長します。これは、単に整理された状況が少ないという事実に起因しているだけですが、多くの状況も同様に無秩序です。«自然な観点から、これが時間の方向を決定するものです「言う マックスロック （あなたはwien）。 ""過去にはエントロピーが低かった - 将来的にはエントロピーが高くなっています「しかし、量子物理学はここで問題に直面しています：数学者と物理学者 ジョン・フォン・ノイマン なんとか 証明されています 量子物理学の法則に従って、 量子システムのエントロピーはまったく変更できません。量子システムに関する完全な情報がある場合、SO -Called」エントロピーフォンノイマン»それは常に同じままであり、時間が前または後方に走っているかどうかを言うことは不可能です。もちろん、すべてのポイントは他の人と同じです。「aしかし、この見解は重要なことを除外します「、 トム・リヴリン （あなたはwien）。 ""量子物理学では、実際にシステムに関する完全な情報を持つことはできません。測定したいシステムのシステムを選択できます。これは、たとえば、粒子またはその速度の位置かもしれません。次に、量子理論は、可能な測定結果が異なる可能性を示しています。しかし、量子理論によると、システムに関する完全な情報を得ることはできません»。たとえ可能性を知っていても、特定の測定の実際の結果は驚きのままです。 この驚きのアイテムは、エントロピーの定義に含める必要があります。システム全体の完全な量子状態についてエントロピーフォンノイマンを計算する代わりに、特定の観察可能なエントロピーを計算できます。 1つ目は時間とともに変化しませんが、2つ目は変わる可能性があります。このタイプのエントロピーは「シャノンエントロピー」と呼ばれます。それは、可能な異なる値が測定されるオッズに依存します。 「シャノンのエントロピーは、測定から獲得した情報の尺度であると言えます」と彼は言います。 フロリアン・マイヤー （あなたはwien）。 ""100％確実に発生する可能性のある測定効果が1つしかない場合、シャノンエントロピーはゼロです。結果に驚かないでしょう、あなたはそれから何も知らないでしょう。同様の高い確率を持つ多くの可能な値がある場合、シャノンエントロピーは素晴らしいです»。研究チームは、あなたが低エントロピーシャノンの状態から始めた場合、それからそれを示すことができました。 このタイプのエントロピーは、閉じた量子システムで最大値、つまり、古典システムの熱力学で知られているように安定化されるまで増加します。。時間が経過するほど、測定の結果は曖昧であり、観察中に体験できる驚きが大きくなります。これは現在、数学的に証明されており、多くのインタラクティブな粒子の挙動を説明するコンピューターシミュレーションによっても確認されています。«これは、熱力学の第二の法則が、その環境から完全に分離された量子システムにも適用されることを示しています。正しい質問をして、エントロピーの適切な定義を使用する必要があります「言う マーカス・フーバー。ごく少数の粒子（たとえば、少数の電子しか持たない水素人）で構成される量子システムを研究している場合、そのような推定値は無関係です。しかし、今日、特に量子物理学の最新の技術的アプリケーションに関しては、多くの粒子で構成される量子システムを説明するという課題にしばしば直面しています。 '多くの粒子のそのようなシステムを説明するには、量子理論を熱力学と調和させる必要があります「言う マーカス・フーバー。 «それが基礎研究を使用して新しい量子の基礎を築きたいと思っている理由です テクノロジー»。[via] #量子物理学でさえエントロピーの法則に従います