物理學(xué)家在玻璃中發(fā)現(xiàn)時(shí)間可逆的證據(jù)

時(shí)間不可阻擋的行進(jìn)可能不等人，但德國(guó)達(dá)姆施塔特工業(yè)大學(xué)和丹麥羅斯基勒大學(xué)的研究人員進(jìn)行的一項(xiàng)新實(shí)驗(yàn)表明，在某些材料中，它可能偶爾會(huì)洗牌。

對(duì)玻璃年齡等物質(zhì)方式的調(diào)查發(fā)現(xiàn)了基于材料的時(shí)間測(cè)量是可逆的第一個(gè)物理證據(jù)。

在大多數(shù)情況下，物理定律并不關(guān)心時(shí)間的箭頭。翻轉(zhuǎn)一個(gè)描述物體運(yùn)動(dòng)的方程式，你可以很容易地計(jì)算出它從哪里開(kāi)始。我們將這些定律描述為時(shí)間可逆.

雖然許多單獨(dú)的法則對(duì)時(shí)間嗤之以鼻，但我們整個(gè)宇宙的命運(yùn)是由不可避免的混沌拉力決定的。在一個(gè)方向上，新鮮產(chǎn)下的雞蛋。另一個(gè)是煎蛋卷。再多的計(jì)算也不能讓你再次得到一個(gè)漂亮的圓蛋。

用科學(xué)術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)，我們可以說(shuō)時(shí)間是第二定律的一個(gè)特征熱力學(xué)– 孤立的系統(tǒng)比過(guò)去更加無(wú)序，無(wú)法輕易倒帶。

是什么決定了一個(gè)物質(zhì)系統(tǒng)是時(shí)間可逆的還是由熵驅(qū)動(dòng)的，很難說(shuō)。我們可以很容易地想象一輛舊車(chē)的生銹、雕像的風(fēng)化或擱淺的船的穩(wěn)定腐爛，但像玻璃這樣的材料可以慢慢改變的方式與外部腐蝕力無(wú)關(guān)。

由液體狀的顆粒組成，包括各種聚合物和玻璃等無(wú)定形固體的非結(jié)晶物質(zhì)根據(jù)其自身的熵驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘弛豫到理論上穩(wěn)定的狀態(tài)。可以把它想象成一種狹義相對(duì)論，它不是基于引力或加速度，而是基于各種分子在熱力學(xué)上落到位的穩(wěn)定重構(gòu)。

物理學(xué)家將這種衰老的度量描述為物質(zhì)時(shí)間。雖然這個(gè)概念一直存在自 1970 年代初以來(lái)，它在所謂的工具-納拉亞納斯瓦米形式主義中的解釋從未被實(shí)驗(yàn)過(guò)測(cè)量。

這是有充分理由的。玻璃的老化速度很慢，僅僅通過(guò)仔細(xì)觀察是無(wú)法捕捉到的。

“這是一個(gè)巨大的實(shí)驗(yàn)挑戰(zhàn)，”說(shuō)主要作者Till B?hmer，達(dá)姆施塔特工業(yè)大學(xué)的凝聚態(tài)物理學(xué)家。

該團(tuán)隊(duì)巧妙地利用高靈敏度的攝像機(jī)來(lái)記錄散射的激光，這些激光在撞擊玻璃樣品時(shí)形成干涉圖案，這些圖案可以在統(tǒng)計(jì)學(xué)上解釋為在三種不同的玻璃形成物質(zhì)中傳達(dá)物質(zhì)時(shí)間感的波動(dòng)。

他們沒(méi)有被鎖定在通往平衡的道路上，而是發(fā)現(xiàn)了時(shí)間在分子水平上是可逆的證據(jù)，隨著粒子相互推拉進(jìn)入新的排列而變化。倒帶整個(gè)過(guò)程，無(wú)法分辨電影是向前播放還是向后播放。

“然而，這并不意味著材料的老化是可以逆轉(zhuǎn)的，”說(shuō)伯默。

作為一個(gè)整體，系統(tǒng)注定要進(jìn)入由熵決定的狀態(tài)。

然而，分子鐘擺的微小擺動(dòng)并沒(méi)有促進(jìn)這一過(guò)程，它們來(lái)回滴答作響，似乎沒(méi)有想到周?chē)臅r(shí)間潮汐。

這項(xiàng)研究發(fā)表在自然物理學(xué).

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