No Hay Cero Absoluto...se Fue A La Mierda La Termodinámica?

ruizvial dijo:

Por ahi es un distincion de orden super mal entendida, sobretodo por que es un estado anomalo que requiere energia para existir y por lo tanto si sumamos tal energia .. pues no se rompe ninguna ley.

Asi con los supuestos "refrigeradores cuanticos", al final todos requieren energia para aparecer con un orden extraño.

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Hartomes dijo:

Eso para efectos de definir temperatura negativa y entropía -segun la mecánica estadística- da lo mismo... Es un hecho que un sistema con temperatura negativa esté efectivamente más caliente que uno con temperatura positiva rondando el 0°K, de la misma manera que para llegar a temperaturas negativas haya que llevar al sistema a un régimen de "temperatura infinita" según la ecuación

T = dQ/dS

donde T es temperatura, Q es la energía y S la entropía.

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Reitero... te recomiendo leer el link que dejé anteriormente, ahí deja en claro el concepto de temperatura negativa.

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ruizvial dijo:

Despues de examinar un poco el experimento, el error de considerar una temperatura negativa radica en dar una medida de orden anomala. Por ahi pense que el valor de la temperatura estaba raro solo por que esta fenomenologia escapa a las propiedades emergentes de equilibrio termico, sino ademas por que tampoco esta naturalmente ordenado.

Una descripcion termodinamica mas certera no deberia tener una estadistica entropica ( mediante una distribucion estadistica) sino medida su entropia de manera discreta. Inmediatamente uno se daria cuenta que el orden es anomalo y por lo tanto TRANSITORIO.

El postulado fundamental de la mecánica estadística, conocido también como postulado de equiprobabilidad a priori, es el siguiente: Dado un sistema aislado en equilibrio, el sistema tiene la misma probabilidad de estar en cualquiera de los microestados accesibles.

En tal sentido, un estado transitorio como el del experimento no esta en equilibrio y se colapsa a su estado natural. Me parece que este es un estado virtual de un sistema, el cual aunque existe ... como he dicho no es natural.

Considerar los estados virtuales como equilibrados, es un error serio. Me parece que es como considerar en un mismo plano de concepto las particulas virtuales y las particulas reales.

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Hartomes dijo:

Supongo entonces que no entendiste los links ni mucho menos el experimento... Acá da exactamente lo mismo la "virtualidad", "inestabilidad", "transitoriedad" o "antinaturalidad" del experimento. Acá lo único que se mostró es que se pudo inyectar energía al sistema y al mismo tiempo reducir su entropía (desde el punto de vista de la mecánica estadística asociado a un sistema cuántico), y eso significa -por definición- una temperatura negativa usando la definición

T=dQ/dS

Así de corta.

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ruizvial dijo:

Cuando pones la formula .. debe existir un equilibrio termico el cual no se da en el experimento, por lo tanto la formula que lo describe no es valida!!!!

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Hartomes dijo:

En este caso, solo basta un régimen de equilibrio estadístico de microestados del sistema cuántico, cosa que por definición sí se da en el experimento. De hecho, así es como se define la entropía (y en consecuencia, la temperatura) en este tipo de experimentos.

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ruizvial dijo:

en el mismo experimento se colapsa de una

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Fig. 4
Stability of the positive (blue) and negative (red) temperature states. Main figure: Visibility V = (nb −nr)/(nb + nr) extracted from the atom numbers in the black (nb) and red (nr) boxes (indicated in the TOF images) plotted versus hold time in the final state for various horizontal trap frequencies. Dark red, |ωhor|/2π = 43(1) Hz anti-trapping; medium red, 22(3) Hz anti-trapping; light red, 42(3) Hz trapping; blue, 45(3) Hz trapping. (Inset) Coherence lifetimes τ extracted from exponential fits (solid lines in main figure). The statistical error bars from the fits are smaller than the data points.

Spoiler

To demonstrate the stability of the observed negative temperature state, Fig. 4 shows the visibility of the interference pattern as a function of hold time in the final lattice. The resulting lifetime of the coherence in the final negative temperature state crucially depends on the horizontal trap frequencies (inset): Lifetimes exceed τ = 600 ms for an optimally chosen anti-trapping potential, but an increasingly fast loss of coherence is visible for less anti-trapping geometries. In the case of trapping potentials, the ensemble can even return to metastable positive temperatures, giving rise to the small negative visibilities observed after longer hold times (fig. S4). The loss of coherence probably originates from a mismatch between the attractive mean field and the external potential, which acts as an effective potential and leads to fast dephasing between lattice sites.

The high stability of the negative temperature state for the optimally chosen anti-trapping potential indicates that the final chemical potential is matched throughout the sample such that no global redistribution of atoms is necessary. The remaining slow decay of coherence is not specific to the negative temperature state because we also observe comparable heating for the corresponding positive temperature case (blue data in Fig. 4), as well as the initial superfluid in the lattice. It probably originates from three-body losses and light-assisted collisions. In contrast to metastable excited states, this isolated negative temperature ensemble is intrinsically stable and cannot decay into states at lower kinetic energies. It represents a stable bosonic ensemble at attractive interactions for arbitrary atom numbers; the negative temperature stabilizes the system against mean-field collapse that is driven by the negative pressure.

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