Квантовая механика и термодинамика: парадоксы и возможности

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В данной работе рассматриваются явления в квантовой механике, которые на первый взгляд могут показаться нарушением законов термодинамики, но на самом деле укладываются в рамки квантовых принципов. Обсуждаются такие явления, как эффект импульсного туннелирования (ИТЭ), квантовое туннелирование, позволяющее частицам проходить через потенциальные барьеры; сверхпроводимость, при которой электрический ток течет без сопротивления и сжатие волновой функции, происходящее во время измерения квантовых систем. Также рассматривается эффект Зенона, при котором частице удается оставаться в возбужденном состоянии при постоянном наблюдении, и квантовые флуктуации, связанные с вакуумной энергией, приводящие к появлению виртуальных частиц. Подчеркивается потенциал эффективного использования солнечной энергии с помощью ИТЭ, даже при недостаточной квантовой энергии в солнечном спектре. Несмотря на кажущиеся противоречия с законами термодинамики, эти квантовые явления подчеркивают уникальность и сложность квантового мира, расширяя наше понимание физики и демонстрируя, что квантовая механика функционирует в рамках своих собственных принципов, не нарушая термодинамических законов.

Об авторах

Рустам Хакимович Рахимов

Институт материаловедения Академии наук Республики Узбекистан

Автор, ответственный за переписку.
Email: rustam-shsul@yandex.com
ORCID iD: 0000-0001-6964-9260
SPIN-код: 3026-2619

доктор технических наук, заведующий лаборатории № 1

Узбекистан, Ташкент

Список литературы

  1. Reynolds C.A., Serin B., Wright W.H., Nesbitt L.B. Isotope effect in superconductors // Phys. Rev. 1951. No. 84. P. 691.
  2. Choi H.J., Roundy D., Sun H. et al. The electron-phonon interaction in MgB2 // Nature. 2002. No. 418 (6899). Pp. 758–760.
  3. Drozdov A.P., Eremets M.I., Troyan I.A. et al. Superconductivity at 203 K in lanthanum/hydrogen under high pressure // Nature. 2015. No. 525 (7567). Pp. 73–76.
  4. Dynes R. C., Sharifi F., Pargellis A. et al. Tunneling spectroscopy in Ва1 – xKxBiO3 // Physica C. 1991. Vol. 185–189. Pp. 234–240.
  5. Gweon G.-H., Sasagawa T., Zhou S.Y. et al. An unusual isotope effect in a hightemperature superconductor // Letters to Nature. 2004. Vol. 430. Pp. 187–190.
  6. Iguchi I., Wen Z. Tunnel gap structure and tunneling model of the anisotropic YBaCuO/I/Pb junctions // Physica C. 1991. Vol. 178. No. 1. Pp. 1–10.
  7. Kamihara Y., Watanabe T., Hirano M., Hosono H. High-temperature superconductivity in iron-based materials // Journal of the American Chemical Society. 2008. No. 130 (11). Pp. 3296–3297.
  8. Pintschovius L. Electron-phonon coupling effects explored by inelastic neutron scattering // Phys. Stat. Sol. B. 2005. Vol. 242. Pp. 30–50.
  9. Plakida N.M. Electron-phonon coupling and high-Tc superconductivity in cuprates // Physica C: Superconductivity. 2001. No. 364–365. Pp. 334–340.
  10. Rakhimov R.Kh., Kim E.V. US Patent No. 5,472,720, date of registration05.12.1995.
  11. Saidov R.M., Touileb K. Improving the formation and quality of weld joints on aluminum alloys during tig welding using flux backing tape // Metals. 2024. No. 14. P. 321. doi: 10.3390/met14030321.Q1.
  12. Tsuda N., Shimada D., Miyakawa N. Phonon mechanism of high Tc superconductivity based on the tunneling study of Bi-based cuprates // Physica C. 1991. Vol. 185–189. Pp. 1903–1904.
  13. Рахимов Р.Х. Возможный механизм импульсного квантового туннельного эффекта фотокатализаторов на основе наноструктурированной функциональной керамики // Computational Nanotechnology. 2023. Т. 10. № 3. С. 26–34. doi: 10.33693/2313-223X-2023-10-3-26-34. EDN: QZQMCA.
  14. Рахимов Р.Х., Ермаков В.П., Саидвалиев T.С. Перспективы применения пленочно-керамических фотокатализаторов для выращивания микроводорослей // Computational Nanotechnology. 2023. Т. 10. № 2. С. 60–69. doi: 10.33693/2313-223X- 2023-10-2-60-69. EDN: BTHXIR.
  15. Лыков А.Н. О возможности фононного механизма сверхпроводимости в купратных ВТСП // Физика твердого тела. 2022. Т. 64. Вып. 11. С. 1631–1637.
  16. Барьяхтар В.Г., Белоголовский М.Б., Свистунов В.М., Хачатуров А.И. Особенности туннелирования в металлооксидную керамику // ДАН АН СССР. 1989. Т. 307. № 4. С. 850–853.
  17. Гасумянц В.Э., Фирсов Д.А. Электроны и фононы в квантоворазмерных системах. СПб.: Изд-во Политех. ун-та, 2008. 97 с.
  18. Свистунов В.М., Белоголовский М.Б., Хачатуров А.И. Электрон-фононное взаимодействие в высокотемпературных сверхпроводниках // УФН. 1993. Т. 163. № 2. С. 61–79.
  19. Бобров Н.Л. Восстановление функции электрон-фононного взаимодействия в сверхпроводниках с помощью неоднородных микроконтактов и коррекция фона в спектрах Янсона // ЖЭТФ. 2021. Т. 160. Вып. 1 (7). С. 73–87.
  20. Ткач Н.В., Фартушинский Р.Б. Влияние фононов на электронный спектр в полупроводниковых малоразмерных квантовых точках, помещенных в диэлектрическую среду // Физика твердого тела. 2003. Т. 45. Вып. 7. С. 1284–1291.
  21. Рахимов Р.Х. Большая солнечная печь // Computational Nanotechnology. 2019. Т. 6. № 2. С. 141–150. doi: 10.33693/2313-223X-2019-6-2-141-150.
  22. Рахимов Р.Х., Ермаков В.П., Рахимов М.Р. Фононный механизм преобразования в керамических материалах // Computational Nanotechnology. 2017. № 4. С. 21–35.
  23. Рахимов Р.Х., Мухторов Д.Н. Исследование пленочно-керамического композита в гелиосушке // Computational nanotechnology. 2022. Т. 9. № 1. С. 132–138. doi: 10.33693/2313-223X-2022-9-1-132-138.
  24. Рахимов Р.Х., Рашидов Х.К., Ермаков В.П. и др. Особенности синтеза функциональной керамики с комплексом заданных свойств радиационным методом. Ч. 4 // Computational Nanotechnology. 2016. № 2. С. 77–80.
  25. Рахимов Р.Х. Взаимосвязь и интерпретация эффектов в квантовой механике и классической физике // Computational Nanotechnology. 2024. Т. 11. № 3. С. 98–124. doi: 10.33693/2313-223X-2024-11-3-98-124. EDN: QEHXLV.
  26. Рахимов Р.Х. Импульсный туннельный эффект: новые перспективы управления сверхпроводящими устройствами // Computational Nanotechnology. 2024. Т. 11. № 3. С. 161–176. doi: 10.33693/2313-223X-2024-11-3-161-176. EDN: QBGGDW.
  27. Рахимов Р.Х. Импульсный туннельный эффект: фундаментальные основы и перспективы применения // Computational nanotechnology. 2024. Т. 11. № 1. С. 193–213. doi: 10.33693/2313-223X-2024-11-1-193-213. EDN: EWSBUT.
  28. Рахимов Р.Х. Потенциал ИТЭ для преодоления технических барьеров квантовых компьютеров // Computational Nanotechnology. 2024. Т. 11. № 3. С. 11–33. doi: 10.33693/2313-223X-2024-11-3-11-33. EDN: PZNUYI.
  29. Рахимов Р.Х. Фракталы в квантовой механике: от теории к практическим применениям // Computational Nanotechnology. 2024. Т. 11. № 3. С. 125–160. doi: 10.33693/2313-223X-2024-11-3-125-160. EDN: QFISKE.
  30. Рахимов Р.Х., Ермаков В.П. Импульсный туннельный эффект. Особенности взаимодействия с веществом. Эффект наблюдателя // Computational Nanotechnology. 2024. Т. 11. № 2. С. 116–145. doi: 10.33693/2313-223X-2024-11-2-116-145. EDN: MWBRQW.
  31. Рахимов Р.Х., Ермаков В.П. Новые подходы к синтезу функциональных материалов с заданными свойствами под действием концентрированного излучения и импульсного туннельного эффекта // Computational nanotechnology. 2024. Т. 11. № 1. С. 214–223. doi: 10.33693/2313-223X-2024-11-1-214-223. EDN: EYKREQ.
  32. Рахимов Р.Х., Ермаков В.П. Особенности процесса полимеризации на основе ИТЭ // Computational Nanotechnology. 2024. Т. 11. № 2. С. 158–174. doi: 10.33693/2313-223X-2024-11-2-158-174. EDN: MXFORZ.
  33. Рахимов Р.Х., Ермаков В.П. Перспективы солнечной энергетики: роль современных гелиотехнологий в производстве водорода // Computational Nanotechnology. 2023. Т. 10. № 3. C. 11–25. doi: 10.33693/2313-223X-2023-10-3-11-25. EDN: NQBORL.
  34. Рахимов Р.Х., Ермаков В.П., Рахимов М.Р., Мухторов Д.Н. Возможности полиэтилен-керамического композита в сравнении с полиэтиленовой пленкой в реальных условиях эксплуатации // Computational nanotechnology. 2022. Т. 9. № 2. С. 67–72. doi: 10.33693/2313-223X-2022-9-2-67-72.
  35. Рахимов Р.Х., Мухторов Д.Н. Гелиосушка фруктов и овощей с использованием полиэтилен-керамического композита // Computational nanotechnology. 2023. Т. 10. № 4. С. 104–110. doi: 10.33693/2313-223X-2023-10-4-104-110. EDN: TLZMDV.
  36. Рахимов Р.Х., Паньков В.В., Ермаков В.П, Махнач Л.В. Производительные методы повышения эффективности протекания промежуточных реакций при синтезе функциональной керамики // Computational nanotechnology. 2024. Т. 11. № 1. С. 224–234. doi: 10.33693/2313-223X-2024-11-1-224-234. EDN: FCGMYR.
  37. Рахимов Р.Х., Паньков В.В., Ермаков В.П. и др. Исследование свойств функциональной керамики синтезированной модифицированным карбонатным методом // Computational Nanotechnology. 2023. Т. 10. № 3. C. 130–143. doi: 10.33693/2313-223X-2023-10-3-130-143. EDN: SZDYRZ.
  38. Рахимов Р.Х., Паньков В.В., Ермаков В.П. и др. Импульсный туннельный эффект: результаты испытаний пленочно-керамических композитов// Computational Nanotechnology. 2024. Т. 11. № 2. С. 175–191. doi: 10.33693/2313-223X-2024-11-2-175-191. EDN: NHSAVQ.
  39. Рахимов Р.Х., Паньков В.В., Саидвалиев Т.С. Исследование влияния импульсного излучения, генерируемого функциональной керамикой на основе принципа ИТЭ, на характеристики системы Cr2O3–SiO2–Fe2O3–CaO–Al2O3–MgO–CuO // Computational Nanotechnology. 2024. Т. 11. № 2. С. 146–157. doi: 10.33693/2313-223X-2024-11-2-146-157. EDN: MWPEYI.
  40. Рахимов Р.Х., Петер Дж., Ермаков В.П., Рахимов М.Р. Перспективы применения полимер-керамического композита в производстве микроводорослей // Computational nanotechnology. 2019. Т. 6. № 4. С. 44–48. doi: 10.33693/2313-223X-2019-6-4-44-48.
  41. Рахимов Р.Х. Оптимизация квантовых вычислений: влияние эффекта Доплера на когерентность кубитов // Computational Nanotechnology. 2024. Т. 11. № 4. С. 58–76. doi: 10.33693/2313-223X-2024-11-4-58-76. EDN: GFQRFT
  42. Рахимов Р.Х. Электроотрицательность и химическая жесткость: ключевые концепции в химии // Computational Nanotechnology. 2024. Т. 11. № 4. С. 154–172. doi: 10.33693/2313-223X-2024-11-4-154-172. EDN: HJJEPR
  43. Рахимов Р.Х. Эффект наблюдателя в двухщелевом эксперименте: роль экспериментальных параметров в формировании интерференционного паттерна. Computational Nanotechnology. 2024. Vol. 11. No. 4. Pp. 173–189. doi: 10.33693/2313-223X-2024-11-4-173-189. EDN: HJSEPD.
  44. Рахимов Р.Х. Фракталы и устройство Вселенной // Computational Nanotechnology. 2024. Т. 11. № 4. С. 190–208. doi: 10.33693/2313-223X-2024-11-4-190-208. EDN: HLFIJC.
  45. Шнейдер Е.И., Овчинников С.Г. Фононный и магнитный механизмы спаривания в высокотемпературных сверхпроводниках в режиме сильных корреляций // Письма в ЖЭТФ. 2006. Т. 128. № 5. С. 974–986.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Ссылка на описание лицензии: https://www.urvak.ru/contacts/

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».