13-18 September 2019
Kraków
Europe/Warsaw timezone

Statystyczne symetrie przestrzenne jako determinanty termodynamicznej strzałki czasu – teoria oraz symulacje metodą dynamiki molekularnej (MD)

15 Sep 2019, 15:00
2h
Prezentacja plakatu Fizyka statystyczna (S6) Sesja plakatowa

Speaker

Dr Krzysztof Rębilas (Zakład Fizyki, Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie)

Description

W nierównowagowych układach termodynamicznych wymieniających energię wskazano czynniki statystyczne – symetrie przestrzenne w rozkładach prędkości, które decydują o asymetrii czasowej (strzałce czasu) charakteryzującej ewolucję układu. Jako przedmiot badania wybrano dwa zmieszane gazy o różnych temperaturach (średnich energiach kinetycznych) oddziałujące na zasadzie zderzeń kul bilardowych. Według założeń teorii, „naturalne” symetrie są spełnione dla normalnej ewolucji czasowej, co pozwala wyprowadzić prawo przewodnictwa cieplnego oraz prawo w rodzaju twierdzenia H Boltzmanna (H-theorem). Z kolei ewolucja odwrócona w czasie (antytermodynamiczna) wymagałoby łamania owych symetrii. Symulacje komputerowe przeprowadzone metodą dynamiki molekularnej dowodzą spełnienia rozważanych symetrii w normalnych warunkach oraz łamania tychże symetrii w przebiegach odwróconych w czasie (Rys.), co tłumaczy niezachodzenie antytermodynamicznych przebiegów w naturalnych procesach fizycznych.

J. Lebowitz, “Boltzmann’s entropy and time’s arrow,” Phys. Today 46(9), 32–38 (1993).
J. Lebowitz, “Macroscopic laws, microscopic dynamics, time’s arrow and Boltzmann’s entropy,” Physica A 194, 1–27 (1993).
R. H. Swendsen, “Explaining irreversibility,” Am. J. Phys. 76, 643–648 (2008).
F. C. Perez-Cardenas, “Thermal noise and the emergence of the arrow of time: A simple model,” Am. J. Phys. 77, 451–457 (2009).
B. L. Holian, W. G. Hoover, and H. A. Posch, “Resolution of Loschmidt’s paradox: The origin of irreversible behavior in reversible atomistic dynamics,” Phys. Rev. Lett. 59, 10–13 (1987).
K. Rębilas, “Origin of the thermodynamic time arrow demonstrated in a realistic statistical system”, American Journal of Physics 80, 700-707 (2012).

Primary author

Dr Krzysztof Rębilas (Zakład Fizyki, Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie)

Presentation Materials

Your browser is out of date!

Update your browser to view this website correctly. Update my browser now

×