กฎหมายและความผิดปกติ: ความผันผวนของโอกาสสามารถปกครองนาโนเรียลได้

ไม่ว่าจะเป็นการเปลี่ยนน้ำมันเป็นการเคลื่อนที่ของรถยนต์ หรือการเปลี่ยนไฟฟ้าเป็นความเย็นของตู้เย็น กระบวนการทั้งหมดจะสิ้นเปลืองพลังงาน พวกเขาระบายของเสียในรูปของความร้อน มันเป็นกฎของอุณหพลศาสตร์ และไม่มีใครเคยพบเห็นการละเมิดกฎนี้อย่างต่อเนื่องอย่างไรก็ตามในระดับนาทีของเซลล์และโมเลกุล การกลับรายการสั้นๆ ของกฎปกติมักเกิดขึ้นเป็นประจำ กลไกเล็กๆ ทำงานย้อนกลับ

หรือดึงพลังจากการเคลื่อนไหวทางความร้อนแบบสุ่มที่ปกติ

แล้วใช้งานไม่ได้ในสภาพแวดล้อม โดยเฉลี่ยแล้ว ระบบขนาดเล็กเช่นนี้ยังคงปฏิบัติตามกฎอุณหพลศาสตร์ แม้ว่านักทฤษฎีบางคนคาดการณ์ว่าโครงสร้างควอนตัมบางอย่างอาจไม่เป็นไปตามนั้น (SN: 10/7/00, p. 234: https://www.sciencenews.org/20001007/bob1.asp ). ขณะนี้ นักวิจัยในออสเตรเลียรายงานว่าพวกเขาได้ทดลองยืนยันทฤษฎีที่ช่วยให้พวกเขาสามารถทำนายได้ว่าการกลับรายการจะครอบงำพฤติกรรมของระบบขนาดเล็กแบบคลาสสิกบ่อยแค่ไหนและภายใต้สถานการณ์ใด

หัวข้อข่าววิทยาศาสตร์ในกล่องจดหมายของคุณ

หัวข้อข่าวและบทสรุปของบทความข่าววิทยาศาสตร์ล่าสุด ส่งถึงกล่องจดหมายอีเมลของคุณทุกวันพฤหัสบดี

ที่อยู่อีเมล*

ที่อยู่อีเมลของคุณ

ลงชื่อ

นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าข้อสังเกตใหม่นี้อาจกลายเป็นการตรวจสอบความเป็นจริงในด้านนาโนเทคโนโลยีที่กำลังเติบโต การทำงานในดินแดนที่ไม่คุ้นเคย ผู้ผลิตอุปกรณ์นาโนจำนวนมากในปัจจุบันไม่สามารถคาดเดาได้ว่ากลไกใดของพวกเขาจะทำงานจริงตามที่วางแผนไว้

นอกจากนี้ เนื่องจากเครื่องจักรที่มีชีวิตของเซลล์และจุลินทรีย์ยังทำงานในระดับนาโน ผลงานของออสเตรเลียอาจนำไปสู่ข้อมูลเชิงลึกทางชีววิทยาใหม่ได้เช่นกัน

เพื่อติดตามการกลับตัวชั่วคราวของกฎอุณหพลศาสตร์ Denis J. Evans แห่งมหาวิทยาลัยแห่งชาติออสเตรเลียในแคนเบอร์ราและเพื่อนร่วมงานของเขาได้จัดการกับเม็ดบีดน้ำยางเกี่ยวกับขนาดของเซลล์เม็ดเลือดแดง พวกเขาใช้เลเซอร์อินฟราเรดราวกับว่ามันเป็นแหนบขนาดเล็กพิเศษ

ลองนึกภาพการดึงเรือดำน้ำของเล่นผ่านน้ำนิ่งโดยใช้เชือกผูกหัวเรือ เนื่องจากน้ำให้แรงลาก เรือจะล้าหลังคนดึงและเชือก กล่าวคือ เว้นแต่จะได้รับแรงผลัก

สมัครสมาชิกข่าววิทยาศาสตร์

รับวารสารวิทยาศาสตร์ที่ยอดเยี่ยมจากแหล่งที่น่าเชื่อถือที่สุดส่งตรงถึงหน้าประตูคุณ

ติดตาม

นั่นคือสิ่งที่เกิดขึ้นกับเม็ดยาง Debra J. Searles จาก Griffith University ซึ่งเป็นสมาชิกของทีมกล่าวว่า เมื่อ Evans และเพื่อนร่วมงานดึงลูกปัดผ่านน้ำด้วยแหนบ บางครั้งลูกปัดก็นำแสงเลเซอร์ไปเล็กน้อย ในกรณีดังกล่าว การเคลื่อนที่แบบสุ่มของโมเลกุลของน้ำมีส่วนทำให้ลูกปัดเคลื่อนที่ไปข้างหน้า

ในการทดสอบที่มีระยะเวลาตั้งแต่หนึ่งร้อยวินาทีไปจนถึง 10 วินาที นักวิทยาศาสตร์พบว่าในช่วงเวลาเกือบ 2 วินาที การกลับทางอุณหพลศาสตร์สามารถครอบงำการวิ่งลากบีดได้ ผลลัพธ์ซึ่งมีกำหนดจะปรากฏในจดหมายทบทวนทางกายภาพ ในวันที่ 29 กรกฎาคม ยืนยันการคาดการณ์ของทฤษฎีเกี่ยวกับผลกระทบของความผันผวนแบบสุ่มที่พัฒนาโดย Evans และ Searles เมื่อเกือบทศวรรษที่แล้ว

Searles กล่าวว่าการค้นพบใหม่นี้สร้างความประหลาดใจให้กับนักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ เพราะความรู้ที่แพร่หลายคือการกลับตัวดังกล่าวมีผลกระทบอย่างมากต่อขนาดและเวลาที่เล็กกว่ามากเท่านั้น “มันเป็นเม็ดเล็กๆ แต่ก็ยังมีอะตอมอยู่มากมาย” เธอกล่าว

Daniel P. Sheehan แห่งมหาวิทยาลัยซานดิเอโกไม่รู้สึกทึ่งกับขนาดของเอฟเฟ็กต์ที่ปรากฏ ท้ายที่สุด เขาตั้งข้อสังเกตว่า นับตั้งแต่การค้นพบการเคลื่อนที่แบบบราวเนียนในศตวรรษที่ 19 ซึ่งเป็นการเคลื่อนตัวของอนุภาคขนาดละอองเรณูในของเหลวเนื่องจากการทิ้งระเบิดของโมเลกุลแบบสุ่ม นักวิทยาศาสตร์ทราบดีว่าการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนสามารถผลักอนุภาคขนาดใหญ่พอสมควรไปรอบๆ

อย่างไรก็ตาม ชีแฮนรู้สึกประทับใจกับระยะเวลาที่การกลับขั้วทางอุณหพลศาสตร์สามารถมีอิทธิพลเหนือการทดสอบครั้งใหม่นี้ “มันขัดกับสัญชาตญาณของผมที่คุณจะเห็น [ผลกระทบนั้น] ได้นานถึงหนึ่งในสิบของวินาที” เขากล่าว

ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่าความผันผวนทางความร้อนแบบสุ่มอาจกลายเป็นประแจลิงที่เป็นที่เลื่องลือสำหรับนาโนแมชชีนจำนวนมากได้ Searles กล่าว ตัวอย่างเช่น แทนที่จะก้าวไปข้างหน้า บางครั้งพวกเขาอาจถอยหลัง อย่างไรก็ตาม เธอกล่าวว่า ผู้ผลิตเครื่องนาโนอาจพบว่างานใหม่นี้มีประโยชน์ในฐานะเครื่องมือในการทำนายว่าแผนการของพวกเขาอาจผิดพลาดหรือไม่

Credit : สล็อตเว็บตรง