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
 — 
00:04 Сегодня

И в продакшн

Каким вышло продолжение легендарной серии квестов «Сибирь»
Поднять бойцов
Репортаж из смоленских лесов, где более шестисот поисковиков несут Вахту памяти
Региональные политики изо всех сил стараются угнаться за самым модным среди опытных федеральных парламентариев — лидером ЛДПР Владимиром ЖириновскимТот еще шмот
От Louis Vuitton до костюма медведя — что кроется в шкафах российских политиков
Сережа ТуркинРазный мальчик
Сергей Мостовщиков о двух сущностях одного маленького человека
Владимир Путин и Валттери БоттасФормула минус 1
В Сочи прошли первые после отставки «друга Путина» королевские гонки
Ракета-носитель «Союз-2.1а» в монтажно-испытательном корпусе на территории технического комплекса космодрома ВосточныйВсем спасибо, все свободны
Почему космодром Восточный оказался не нужен России
И в продакшн
Каким вышло продолжение легендарной серии квестов «Сибирь»
Waaagh!
Реки крови и бесконечная война: рецензия на Warhammer 40,000: Dawn of War III
A cold water immersion experiment at Dachau concentration camp presided over by Professor Ernst Holzlöhner (left) and Dr. Sigmund Rascher (right). The subject is wearing an experimental Luftwaffe garmentПтичку жалко
Почему нацисты защищали права животных и уничтожали людей
Он вам не плейбой
Кокаин, покер и папины миллионы — тайная империя короля Instagram Дэна Билзеряна
Не брат ты мне...
Как популярные интернет-сервисы унижают чернокожих и азиатов
«Скотина тупая! Я тебя больше не знаю»
Как на радио швыряются стаканами и обмениваются оскорблениями
Пацан к успеху шел
Обиженный на весь мир школьник изобрел идеальное оружие против Sony и Microsoft
Очеловеченный фургон
Длительный тест стильно-пассажирского VW Multivan
ОСАГО надо?
Автомобильные аварии, превращенные в искусство
Самые крутые локомобили
Машины, которые ездят по рельсам
Самые выдающиеся французские машины
10 автомобилей из Франции, ставших культовыми
Москва за нами
Какие квартиры можно купить в пределах МКАД по цене до трех миллионов рублей
Зависли на хате
Украинцы придумали дом, который может обойтись без российского газа
Чудеса селекции
Что получится, если скрестить квартиру с дачей: опыт россиян
Сносное настроение
Демонтаж жилых домов в Москве: что нужно знать
Вышка светит
Как выглядит частный особняк, побивший мировой рекорд этажности