科学网-量子姆潘巴效应 Quantum Mpemba Effect-王建安的博文

量子姆潘巴效应 Quantum Mpemba Effect

2024-7-5 13:37

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2024年7月1日，PHYSICAL REVIEW LETTERS 发表了《Observing the Quantum Mpemba Effect in Quantum Simulations》一文【1】【2】。该文刊登了由奥地利科学院团队在实验中首次观察到的量子姆潘巴效应（Quantum Mpemba Effect）。它揭示了在特定条件下，一个倾斜的铁磁体在远离其对称状态时恢复对称性的速度比接近对称态时要快。这个现象在物理学中非常有趣，因为它与经典的姆潘巴效应有着相似之处，即在某些条件下，系统达到最终状态的路径可能与常规预期相反。量子姆潘巴效应的发现不仅丰富了我们对量子系统行为的理解，而且为量子技术的发展和应用提供了新的物理基础。

其实，本人于2021年10月5日在scienceopen上发表的Mpemba Effect- the Effect of Time 预印本文章【3】、以及于2022年5月5日正式发表的文章【4】中就已经提出了量子姆潘巴效应，即：黑体温度越高，则黑体降温到平衡态所用的时间就越短。因为黑体是由大量光量子构成的系统。黑体温度越高，就是构成黑体的量子平均能量（频率）越高，即构成黑体的量子系统偏离平衡态越远。所以，该文已经指出了量子系统具有姆潘巴效应，并用此解释了为什么类星体寿命非常短、为什么恒星质量越大（温度越高）寿命越短、以及经典姆潘巴效应。也就是说该文已经发表了量子姆潘巴效应。

该文，还给出了“量子姆潘巴效应”的原理，即：量子系统从偏离平衡态回到平衡态需要释放能量（量子）。量子系统偏离平衡态越远，则回到平衡态时释放出的量子的能量(频率）越高、量子跃迁的时间越短，量子系统的本征时间越快，因此量子系统的寿命越短。如果把量子跃迁比如为人跳楼，那么楼层越高的人越先着地，这就是量子的时间效应（这是本人根据时间本质是能量流而提出来的）。黑体温度越高，相当于全部跳楼的人分布的楼层越高，所以跳楼人全部着地所用的时间就越短（越先全部着地）。这就是“量子姆潘巴效应”的原理。

本人设计了一个对实验设备要求低、投资小、容易做的量子姆潘巴效应实验：在真空室内将两个相同的金属棒电加热至不同的温度。同时停止加热后，分别测量两金属棒的温度下降速度，直至两金属棒的温度回到平衡温度（室温）。验证：

1、高温金属棒比低温金属棒先到达平衡温度。

2、