物理学家在玻璃中发现时间可逆的证据
时间不可阻挡的行进可能不等人,但德国达姆施塔特工业大学和丹麦罗斯基勒大学的研究人员进行的一项新实验表明,在某些材料中,它可能偶尔会洗牌。
对玻璃年龄等物质方式的调查发现了基于材料的时间测量是可逆的第一个物理证据。
在大多数情况下,物理定律并不关心时间的箭头。翻转一个描述物体运动的方程式,你可以很容易地计算出它从哪里开始。我们将这些定律描述为时间可逆.
虽然许多单独的法则对时间嗤之以鼻,但我们整个宇宙的命运是由不可避免的混沌拉力决定的。在一个方向上,新鲜产下的鸡蛋。另一个是煎蛋卷。再多的计算也不能让你再次得到一个漂亮的圆蛋。
用科学术语来说,我们可以说时间是第二定律的一个特征热力学– 孤立的系统比过去更加无序,无法轻易倒带。
是什么决定了一个物质系统是时间可逆的还是由熵驱动的,很难说。我们可以很容易地想象一辆旧车的生锈、雕像的风化或搁浅的船的稳定腐烂,但像玻璃这样的材料可以慢慢改变的方式与外部腐蚀力无关。
由液体状的颗粒组成,包括各种聚合物和玻璃等无定形固体的非结晶物质根据其自身的熵驱动时钟弛豫到理论上稳定的状态。可以把它想象成一种狭义相对论,它不是基于引力或加速度,而是基于各种分子在热力学上落到位的稳定重构。
物理学家将这种衰老的度量描述为物质时间。虽然这个概念一直存在自 1970 年代初以来,它在所谓的工具-纳拉亚纳斯瓦米形式主义中的解释从未被实验过测量。
这是有充分理由的。玻璃的老化速度很慢,仅仅通过仔细观察是无法捕捉到的。
“这是一个巨大的实验挑战,”说主要作者Till Böhmer,达姆施塔特工业大学的凝聚态物理学家。
该团队巧妙地利用高灵敏度的摄像机来记录散射的激光,这些激光在撞击玻璃样品时形成干涉图案,这些图案可以在统计学上解释为在三种不同的玻璃形成物质中传达物质时间感的波动。
他们没有被锁定在通往平衡的道路上,而是发现了时间在分子水平上是可逆的证据,随着粒子相互推拉进入新的排列而变化。倒带整个过程,无法分辨电影是向前播放还是向后播放。
“然而,这并不意味着材料的老化是可以逆转的,”说伯默。
作为一个整体,系统注定要进入由熵决定的状态。
然而,分子钟摆的微小摆动并没有促进这一过程,它们来回滴答作响,似乎没有想到周围的时间潮汐。
这项研究发表在自然物理学.