Fizikusok igazolták a kvantumsebesség-határt, amelynek létezéséről évtizedek óta feltételezték, hogy a termalizációhoz elengedhetetlen

Cikk a Science X szerkesztői folyamatának és politikáinak megfelelően átvizsgálásra került. A szerkesztők a következő jellemzőket emelték ki, miközben biztosították a tartalom megbízhatóságát:

Valóságot ellenőrzött

Peer review-en áthaladt publikáció

megbízható forrás

Nyelvtanilag és formázás szempontjából átdolgozott

Téli időszakban, amikor egy autó szélvédőjén lévő jég olvadását várjuk, vagy amikor egy meleg ital hűlését figyeljük, számos tényező befolyásolja, hogy egy test mennyi idő alatt éri el a környezetével a stabil és egyensúlyi hőmérsékletet (hőmérsékleti egyensúly). Közöttük szerepel a felületi terület, a test anyagi tulajdonságai és a levegő áramlása.

Azonban a kvantumszámítógépeknél, amikor megközelítjük a kvbitek működéséhez kapcsolódó atomon alacsonyabb skálát, egy másik szabályrendszer lép életre. A külső körülmények továbbra is fontosak, ám az folyóiratban megjelent új cikk szerint a kvantumechanika egy alapvető sebességkorlátot szab annak, milyen gyorsan képesek eljutni a különböző kvantumsisztémák a termikus egyensúlyba.

Ez a felfedezés jelentősége, hogy ez a határ univerzális. Akkor is érvényes, ha bármennyi energiát alkalmazunk, vagy ha egy rendszert bármennyire erősen irányítunk, a folyamatot nem lehet gyorsabbra kényszeríteni.

Az univerzális sebességkorlát keresése

Az évek során a fizikusok megfigyeltek ebben a Planck-féle határban rejlő jeleket a szupervezetőkben és a kvantumrendszerekben, ami miatt gyanakszani kezdtek egy univerzális sebességhatár meglétére. Ugyanakkor hiányzott egy általános matematikai bizonyíték egy ilyen határ megállapításához.

Ezen a ponton lép színe Paolo Abiuso és kollégái az Ausztriai Tudományos Akadémiáról.

A kutatók egy univerzális matematikai keretrendszert hoztak létre, amely a termalizációt különböző kvantumrendszerek megválasztott termikus állapotukhoz való eljuttatásának folyamataként vizsgálja. A kvantuminformáció-elmélet alkalmazásával kiszámolták, hogy ez a folyamat a kvantummekanika törvényei alá rendelve milyen gyorsan valósulhat meg.

Az eredmények konkretizálásához a csapat az egyenleteiket egy kölcsönhatásban lévő kvantumparcsikák elméleti modelljére alkalmazta, és viselkedésüket matematikai formában vizsgálta.

Meghatározhatatlan sebességkorlát

Mihez vezetett tehát ez az összes számszámítás és elméletiesítés?

Az csapat megmutatta, hogy a kvantummechanika egy sebességkorlátot szab a különböző kvantumrendszerek termoequilibriumba való eljutásának. Felfedte, hogy ez a korlát a hőmérséklettől és a természet két alapszámítójától, a redukált Planck-állandótól és a Boltzmann-állandótól függ.

Tehát ez a határ abból a megfigyelésből ered, hogy a termalizációs gép nem sértheti a Heisenberg-határt [az alapvető határt a kvantumtulajdonságok mérésének pontosságában], – írják a tanulmány szerzői.

Ez azt jelenti, hogy magasabb hőmérsékleten a kvantumrendszereknek a termikus egyensúly eléréséhez szükséges minimális idő rövidebb lehet, ám amíg érvényesek, addig semmiképp sem léphetik túl ezt az alapvető sebességkorlátot. Kutatási eredményeik megerősítik, hogy ez a sebességkorlát független attól, mennyire bonyolult a környezet, és mind a hőmérséklettől, mind a kvantummechanikától függ.

Ennek ellenére a rendkívül alacsony hőmérsékleteknél a határt egy rendszer két legalacsonyabb energiaszintje közötti energiakülönbség határoja meg.

Ez a cikk sokkal több egy ügyes matematikai munkánál. Az univerzális sebességkorlárok megértése segítheti a kutatókat abban, hogy jobb kuantumszámítógéket is fejlesszenek ki, beleértve a fejlesztését.

A cikket Paul Arnold írta, Lisa Lock szerkesztette, Robert Egan hitelesség-ellenőrzésen és átvizsgáláson keresztül vezette végig; a cikk elkészítésében gondos emberi munká fekszik. A Science X a független tudományos újságírás fenntartásához az olvasók támogatására támaszkodik. Ha ez a hír fontos Önnek, fontolóra veheti, hogy hozzájárul, különösen havi rendszerességű adományt tesz meg. Köszönetként reklámmentes fiókot kap.

Paolo Abiuso és tsai, A Planck-hatás információ-elméleti bizonyítása a termalizációra, (2026). DOI: 10.1038/s41567-026-03397-y

Londoni Egyetemről származó BSc biológia. A BBC dokumentumfilm-alkotóinak világszintű tapasztalattal rendelkező tagja. Dél-Spanyolországból dolgozik szabadúszóként.

Teljes profil →

BA Művészettörténet, MA Anyagi Kultúra. Régi szerkesztő, paramédikus és átültetési koordinátor. 2021 óta a Science X számára szerkeszti.

Teljes profil →

Matematikai biológiából diplomázott, alkotó írásból pedig mesterdiplomát szerzett. Sokat utazott; egyedülálló nézőpontokkal rendelkezik a tudomány és a nyelv területén. Teljes profil →

© 2026 Science X Network

Visszajelzés a szerkesztőknek