英國量子物理學家正在利用人造鉆石做實驗，試圖證明一種幾年前剛被理論化的效應：量子推動可使鉆石的功率輸出高于經(jīng)典熱力學限定的水平。只有魯莽的物理學家，才敢于嘗試打破熱力學定律。不過，事實證明，或許真有改變這些定律的辦法。 Rw\C0'  
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在英國牛津大學的一間實驗室里，量子物理學家正試圖利用一小塊人造鉆石做到這一點。起初，這顆淹沒在亂七八糟的光學纖維和鏡子中的鉆石幾乎不可見。不過，當研究人員打開綠色激光器時，鉆石中的缺陷被照亮，晶體開始發(fā)出紅色的光。 5J+V:Xu{  
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在這束光線中，科學家發(fā)現(xiàn)了一種幾年前剛被理論化的效應存在的初步證據(jù)：量子推動可使鉆石的功率輸出高于經(jīng)典熱力學限定的水平。如果結論成立，它們將給量子熱力學研究帶來實實在在的好處。量子熱力學是一個相對較新的領域，旨在原子尺度上揭示控制熱量和能量流動的定律。 %;\G@q_p{  
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打破定律 -?B9>6h"  
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經(jīng)典熱力學定律的發(fā)展要追溯到19世紀。它們誕生于理解蒸汽機和其他宏觀系統(tǒng)所做的努力。諸如溫度、熱量等熱力學變量本質(zhì)上是統(tǒng)計性的，并且根據(jù)大型粒子群的平均運動被定義。但回到上世紀80年代，該領域的早期先驅、以色列希伯萊大學研究人員Ronnie Kosloff開始思考這種狀況對于小很多的系統(tǒng)來說是否仍行得通。 %L13Jsw  
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Kosloff介紹說，當時這并不是一個流行的研究分支，因為要回答的問題大多是抽象的，同試驗結合的希望也很渺茫�！斑@個領域發(fā)展得非常慢�！盞osloff說，“我孤軍奮戰(zhàn)了好多年�！� r%,H*DOu  
約十年前，隨著關于技術微型化限制的問題變得日益緊迫以及實驗技術取得突破，這一切發(fā)生了巨大改變。研究人員開展了一系列嘗試，以推斷熱力學和量子理論如何被結合起來。然而，Kosloff表示，由此產(chǎn)生的提議帶來了更多困惑，而非讓問題變得更加清晰。一些人宣稱，量子元件能在不受損傷的情況下打破經(jīng)典熱力學限制，因此可作為無須任何能量輸入便能開展工作的永動機。其他人則提出，熱力學定律應當在極小尺度下保持不被改變。不過，他們同樣感到困惑�！霸谀承┣樾蜗�，你可以利用相同的等式推斷出單個原子發(fā)動機和汽車引擎的性能。”Kosloff介紹說，“但這同樣看起來令人震驚——可以肯定的是，當物體變得越來越小時，應當會達到某個量子極限。”在經(jīng)典熱力學中，單個粒子并沒有溫度。因此，德國弗萊堡大學量子物理學家Tobias Schaetz認為，隨著做功的系統(tǒng)及其環(huán)境趨近這一極限，想象它們會遵守標準熱力學規(guī)則越來越成為一件荒謬的事情。 i`KZ,   
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受到信息是一種物理量并且同熱力學密切相關的想法啟發(fā)，研究人員已嘗試重新改寫熱力學定律，從而使其在量子領域也能行得通。 '#N5i  
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永動機似乎是不可能的。不過，早期的希望是量子熱力學給定的限制和在經(jīng)典領域相比可能沒有那么嚴格�！斑@是我們從量子計算中學習到的一連串思路，即量子效應有助于打破經(jīng)典界限�！币陨�列理工學院量子物理學家Raam Uzdin介紹說。 /Fo/_=FE