Физики впервые подтвердили эргодическую теорию

Перемещения молекул красителя в порах глазами художника. Изображение Christoph Brauchle, одного из авторов исследования

Физики впервые смогли экспериментально подтвердить положения эргодической теории - теории, объясняющей свойства динамических систем. Исследование сразу двух коллективов ученых появилось в журнале Angewandte Chemie. Коротко о нем пишет портал Physics World.

Динамическими системами называют системы, которые эволюционируют с течением времени. В динамических системах определенного типа - эргодических - отдельные молекулы движутся так же "случайно", как и вся система в целом. Иными словами, последовательные и усредненные измерения состояний отдельной частицы дают тот же результат, что и измерения состояния всей системы в целом.

До сих пор ученым не удавалось получить экспериментальных доказательств эргодической теоремы, так как для измерения параметров индивидуальных частиц и их совокупности нужны различные условия. В первом случае необходимо работать с очень разбавленными растворами (точнее, эмульсиями), а частицы должны двигаться с небольшой скоростью. Во втором, напротив, нужно использовать системы с высокой концентрацией частиц, перемещающихся с высокими скоростями.

Авторы новой работы создали систему, которая позволяет удовлетворить оба этих требования. Экспериментальные частицы, параметры которых измеряли специалисты, находились не в жидкой среде, а в пористом материале, пронизанном каналами диаметром в несколько нанометров. В качестве изучаемых частиц ученые использовали молекулы флуоресцентного красителя, а вся система была погружена в спиртовой раствор. Благодаря яркому излучению красителя исследователи могли следить за отдельными молекулами и с высокой точностью определять их положение. Параметры всей совокупности молекул исследователи определяли, используя метод ядерного магнитного резонанса.

В итоге ученые показали, что измерения, выполненные для отдельных молекул и для системы в целом, дают идентичные результаты.

В 2010 году израильтянин Элион Линденштраусс (Elon Lindenstrauss) из Еврейского университета Иерусалима, занимавшийся исследованиями в области эргодической теории, удостоился медали Филдса - математического аналога Нобелевской премии. Размер премии составляет около 15 тысяч долларов.

Обсудить
Наука и техника
 — 
13:52 21 февраля 2017
Александр Шестаков

«В развитии главное — масштаб цели»

Интервью с ректором ЮУрГУ Александром Шестаковым о науке, образовании и развитии
Мило ДжукановичИнтриги Черной Горы
Зачем Подгорица обвиняет Москву в попытке переворота
Виталий ЧуркинМаэстро дипломатии
Накануне своего дня рождения скончался постпред России при ООН Виталий Чуркин
Real estate magnate Donald Trump waves as he leaves a Greater Nashua Chamber of Commerce business expo at the Radisson Hotel in Nashua, New Hampshire, May 11, 2011. Trump suggested Wednesday it's not much fun flirting with the idea of running for president in the face of relentless attacks and ridicule. REUTERS/Don Himsel/Pool (UNITED STATES - Tags: POLITICS)Прощание с иллюзией
Почему Трамп не мог оправдать надежд на нормализацию отношений с Россией
People watch as India's Polar Satellite Launch Vehicle rocket takes off from the Satish Dhawan space center in Sriharikota, 90 kilometers (56 miles) north of Chennai, India, Monday, April 20, 2009. India on Monday launched the all-weather satellite to enhance its capability to monitor its sea and land borders and natural disasters, an official said. (AP Photo) ** INDIA OUT **Гонки на небесных ладьях
Азиатские державы рвутся в космос
Закат Запада
В Мюнхене самые влиятельные политики мира похоронили старый мировой порядок
Недостаток ресурсов при избытке амбиций
Что не так с индийской системой закупок оружия
Тир во время чумы
Как тренировка в стрелковом клубе обернулась смертью инструктора и ученика
Пистолет не должен думать
Чем умное оружие опасно для своих владельцев
Научили родину бомбить
Как отец воспитал из сына-подростка боевика «Джабхат ан-Нусры»
Самые безумные ПДД
Трудный тест на знание правил дорожного движения разных стран
Вырви глаз
15 слишком эпатажных проектов известных тюнинг-ателье
Как едет обновленная «Октавия»
Зачем Skoda Octavia новые фары и что случилось с ее подстаканником
Как клиенты мстят дилерам
Топор, кувалды, телеги с сеном и другие способы отомстить производителю
Бог простит
В церкви нашли квартиру с красной мебелью и портретами в стиле поп-арт
Дворянское гнездо
Один из самых шикарных в мире домов нашли в диком лесу
«Пусть меня захоронят в отравленную, но родную землю»
Почему люди отказываются покидать чернобыльскую зону: реальные истории
Поставили баком
Англичане сделали идеальный дом из резервуара для воды