Fysikere har bevist en kvantehastighedsgrense, der længe er blevet antaget at eksistere for termalisering

Denne artikel er blevet gennemgået i overensstemmelse med Science X’s redaktionelle proces og politikker. Redaktørerne har fremhævet følgende egenskaber, mens de sikrede indholdets pålidelighed:

Realitetskontrol er udført

gennemgået og publiceret

pålidelig kilde

Gennemgået med hensyn til grammatik og formatering

Når man venter på, at isen på en bilrude smelter om vinteren, eller at en lunken drikke afkøles, afhænger det af et stort antal faktorer, hvor lang tid det tager for et objekt at opnå termisk ligevægt – dvs. en stabil og afbalanceret temperatur i samspil med omgivelserne. Hertil hører bl.a. overfladeareal, objektets materialeegenskaber og luftstrøm.

Men kvantudat bilgisayarlarda kübitlerin çalıştığı altatomik ölçeğe yaklaştığımızda, farklı bir kural kümesi devreye girer. Dış koşullar hâlâ önem taşır, ancak dergisinde yayımlanan yeni bir makaleye göre, kuantum mekaniği, farklı kuantum sistemlerinin termal dengeye ne kadar hızlı ulaşabileceğine temel bir hız sınırı koyar.

Vigtigheden af denne opdagelse ligger i, at denne grænse er universel. Uanset hvor meget energi der påføres, eller hvor kraftigt et system rettes mod en bestemt retning, kan processen ikke tvinges til at foregå hurtigere.

Søget efter en universel hastighedsgrænse

I årtier har fysikere observeret spor af denne Planck-grænse i superledere og kvantesystemer, hvilket har ført til mistanken om, at der findes en universel hastighedsgrænse. Men der manglede et generelt matematisk bevis, som kunne fastslå en sådan grænse.

Her er Avstriks Videnskabsakademi Paolo Abiuso og hans kolleger, der træder på scenen.

Forskere har oprettet en universel matematisk ramme, der betragter termalisering som en proces, der kan føre forskellige kvantesystemer til deres respektive termiske tilstande. Ved at bruge kvantefortejnings teori beregnede de, hvor hurtigt dette kan ske under kvantemekanikkens love.

For at konkretisere deres fund anvendte holdet deres ligninger på en teoretisk model af vekselvirkende kvantedele og undersøgte deres adfærd matematisk.

En hastighed, der ikke kan overskrides

Hvad førte alle disse numeriske beregninger og teoretiseringer så til?

Ekip har vist, at kvantemekanikken sætter en hastighedsgrense, når forskellige kvantesystemer nærmer sig termisk ligevægt. De har opdaget, at denne grænse bestemmes af temperaturen samt de to fundamentale konstanter i naturen: den reducerede Planck-konstant og Boltzmann-konstanten.

“Denne grænse stammer fra observationen om, at termalisering-maskinen ikke kan krænke Heisenberg-grænsen [en fundamental grænse for, hvor præcist kvantefunktionerne kan måles],” skriver forfatterne af studiet.

Dette betyder, at der kan gå kortere tid, før kvantesystemer når termisk ligevægt ved højere temperaturer, men når de først er nået dertil, kan de ikke overskride denne fundamentale hastighedsgrænse. Fundamentet bekræfter, at denne hastighedsgrænse er afhængig af temperatur og kvantemekanik, uanset hvor kompleks den omgivende miljø er.

Derudover begrænses ved meget lave temperaturer energiforskellen mellem de to laveste energitilstande i et system.

Denne artikel er meget mere end et intelligent matematisk arbejde. At forstå disse universelle hastighedsbegrænsninger kan hjælpe forskere med at udvikle bedre kvantecomputere og andre kvanteteknologier.

Artiklen Paul Arnold tarafından yazılmış, Lisa Lock tarafından düzenlenmiş ve Robert Egan tarafından doğruluk kontrolünden geçirilip incelenmiştir; artikleni hazırlamada özenli bir insan emeği vardır. Science X, bağımsız bilim gazeteciliğini sürdürmek için okuyucularının desteğine dayanıyor. Bu haber sizin için önemliyse bağış yapmayı, özellikle de aylık bağışta bulunmayı değerlendirebilirsiniz. Teşekkür olarak reklamsız bir hesap alırsınız.

Paolo Abiuso et al., En informationsteoretisk bevis for den planckske grænse for termalisering, (2026). DOI: 10.1038/s41567-026-03397-y

BSc i Biologi fra University of London. BBC-dokumentarproducent med international erfaring. Arbejder frit fra det sydlige Spanien.

Fuldt profil →

BA i kunsthistorie, MA i materiel kultur. Tidligere -redaktør, paramedic og -donorkoordinator. Redigerer for Science X siden 2021.

Se hele profil →

Kandidat i matematisk biologi og master i kreativ skrivning. Mange gange rejsende; besidder unikke perspektiver inden for videnskab og sprog. Fuldt profil →

© 2026 Science X Network

Feedback til redaktører