Béatrice Garnier
L’eau chaude gèle-t-elle furthermore vite que l’eau froide ? Aristote a peut-être été le premier à aborder cette query connue additionally tard sous le nom d’effet Mpemba.
Ce phénomène faisait initialement référence à la dépendance non monotone de la température initiale du temps de début de congélation, mais il a été observé dans divers systèmes – y compris les colloïdes – et est également devenu connu comme un phénomène de rest mystérieux qui dépend des situations initiales.
Cependant, très peu d’entre eux ont déjà étudié cet effet dans les systèmes quantiques.
Aujourd’hui, une équipe de chercheurs de l’Université de Kyoto et de l’Université d’agriculture et de technologie de Tokyo a montré que l’effet Mpemba quantique de température peut être réalisé dans un huge éventail de circumstances initiales.
“L’effet quantique Mpemba porte le memento de problems initiales qui entraînent une rest thermique anormale à des moments ultérieurs”, explique Hisao Hayakawa, chef de projet et co-auteur de l’Institut Yukawa de physique théorique de KyotoU.
L’équipe de Hayakawa a préparé deux systèmes avec des points quantiques connectés à un bain thermique, l’un avec un courant circulant et l’autre dans un état d’équilibre. Les deux ont été trempés jusqu’à un état d’équilibre à basse température, permettant à l’équipe de suivre leur évolution temporelle vers un état secure concernant la matrice de densité, l’énergie, l’entropie et, plus important encore, la température.
“Lorsque les deux copies se sont croisées avant d’atteindre le même état d’équilibre – de sorte que la partie la furthermore chaude devenait in addition froide et vice versa dans une inversion d’identité – nous savions que nous avions atteint l’effet quantique thermique Mpemba”, explique le co-auteur Satoshi Takada. de TUAT.
“Après avoir analysé l’équation maîtresse quantique, nous avons également découvert que nous avions obtenu l’effet Mpemba quantique thermique dans un big éventail de paramètres, y compris les températures des réservoirs et les potentiels chimiques”, ajoute le leading auteur correspondant, Amit Kumar Chatterjee, également de KyotoU.
“Nos résultats nous encouragent à explorer l’utilisation potentielle de l’effet quantique Mpemba dans de futures apps au-delà des analyses thermiques”, reflète Hayakawa.
