元スレ【物理】量子力学から熱力学第二法則を導出することに成功～「時間の矢」の起源の解明へ大きな一歩～/東京大

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1 :

2017.09.06
量子力学から熱力学第二法則を導出することに成功～「時間の矢」の起源の解明へ大きな一歩～：物理工学専攻伊與田英輝助教、金子和哉さん（D1)、沙川貴大准教授

東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻の伊與田英輝助教、金子和哉大学院生、沙川貴大准教授は、マクロ（巨視的）な世界の基本法則で、不可逆な変化に関する熱力学第二法則を、ミクロな世界の基本法則である量子力学から、理論的に導出することに成功しました。
これは、極微の世界を支配する「量子力学」と、私達の日常を支配する「熱力学」という、二つの大きく隔たった体系を直接に結び付けるものです。
本研究では、量子多体系の理論に基づき、単一の波動関数（注４）で表される量子力学系において、熱力学第二法則を理論的に導きました。
従来の研究とは異なり、カノニカル分布などの統計力学の概念を使うことなく、多体系の量子力学に基づいて第二法則を導出したことが、本研究の大きな特徴です。
さらに、ゆらぎの定理と呼ばれる熱力学第二法則の一般化を、同様の設定で証明することにも成功しました。
本研究の成果は、量子力学だけに基づいて不可逆性の起源を理解する大きな一歩となるのみならず、冷却原子気体など高度に制御された量子多体系の非平衡ダイナミクスの理解にもつながると期待されます。

プレスリリース本文：/shared/press/data/setnws_201709061614152431248138_195100.pdf
Physical Review Letters：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.119.100601#fulltext

▽引用元：東京大学大学院工学系研究科　プレスリリース　2017.09.06
http://www.t.u-tokyo.ac.jp/soe/press/setnws_201709061614152431248138.html

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＊ご依頼いただきました。

2 :

これは、正しかったらすごい。

3 :

まったく　わからん。

4 :

　何気に凄くないか？
　マクロの世界も量子力学で説明できちゃうかも知れないんだろ？

5 :

良く解んないけど、凄そうだから、おめでとうございます

6 :

なるほど、おれもそうだと思ってた

7 :

ノヴァ教授くらいしか思い浮かばん

9 :

俺が思うに、真の統一理論完成のためには、

あらゆる物理法則にフラクタル対称性を組み込むことだと思うんだ。

10 :

それじゃまったくわからんがなｗ

11 :

さっぱりわかった

12 :

検証するには量子コンピュータがいりそうだな

13 :

金子和哉は、すごく優秀だお

14 :

D1でこんな論文の著者になったら肝心の博士論文はどんなネタでいくんだろう

15 :

自我の形成にまで至れ

16 :

こういうのは限られた条件で証明しただけ、と相場が決まっている

17 :

これで量子コンピューターが完成するのか？

18 :

ノーベル賞もの？

19 :

敢えて、敢えてこう書き込ませてもらいたい…！
これが何の役に立つの？

20 :

統計力学使わずにマクロとミクロがダイレクトに繋がったという事？

21 :

50枚のｺｲﾝを、
すべて表に向けて
お盆の上に置いて、
何度か揺すってみる。

すると、ｺｲﾝの裏表はﾊﾞﾗﾊﾞﾗになる。

これが全て表に向く確率は、とても小さい。

22 :

>>19
このボールは1溝分の1の確率で壁抜けします、とか計算できるようになる

23 :

量子力学の方程式は全部時間の向きに対して対称って聞いたが
嘘だったって事？

25 :

死人がよみがえるのか

26 :

熱力学第二法則って、経験法則かと思ってたけど、量子力学から導き出せるということは、
原理的な法則なのか？　なぜか残念な気がする。

エントロピーが減少する宇宙ってのは考えられないことになるのか？

27 :

これ、大学院生の業績だよな？
凄いね、ノーベル賞ものだ

28 :

>>26
ハードディスクがあるだろ？
ランダムにデータを書き込む
初期状態に戻りますか?ってことだな
ビット数が少なければ確率も上がる
そういうこと

29 :

>>1
生きたツチノコ見つけたぐらいの大発見だぞこれ
マジで

31 :

この助教は長沢の出かん？

32 = 29 :

>>27
限定条件がなければマジでノーベル賞級

ただ、実験とか現象と結びつかないと数理科学分野にカウントされてノーベル賞の対象にはならないかも

まあどのみちもらえたとして年齢的に30年後ぐらいだろう

33 :

多体系って手計算では無理なんか

34 = 26 :

>>28
それ説明になってない。

>ランダムにデータを書き込む

ランダムに書き込むことができるのはなぜか？
これを原理的に説明できるのか？

36 :

>>32
もったいないね。

37 = 28 :

>>34
書き込む必要も無いがな
ビットが1と0を振動するでもいいのだ
物理量をビットに落とし込めば同じこと

38 :

>>32
いや、この理論を実証する実験が出てくれば、それと一緒に受賞というパターンもある。

39 = 26 :

>>37
>ビットが1と0を振動するでもいいのだ

じゃあ、ここが問題だ。
エントロピーが増加する世界の常識に過ぎないでしょ。

40 = 28 :

>>39
量子力学では絶対零度でも振動は止まらない
そういう世界だよ

41 :

俺の考えに近づいてきたようだな

42 = 30 :

>>38
逆だな、この理論を確立させるための実験を行って学位論文でノーベル賞でも取れないと
一生不遇な生活になると思うが。

43 = 26 :

>>40
>絶対零度でも振動は止まらない

あるいは真空でも量子の生成消滅があるとか。
それと熱力学第二法則が関係するのかしら？

ああ、論文読まないでアレコレ言うのはダメだね。
読んでみよう。

44 :

量子力学の特異な現象をマクロ側に発現できると面白いことができそう。

45 :

大抵は可逆だから　非可逆なら　そのための説明がされないといけないが
時間はそれすらできなかったもんな

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46 :

最近思うのは、日本が一番文明・科学が進んでいるということ

47 :

Shinji Kono? @shinji_kono 39分前
熱力学第二法則は統計力学で導出するというのが既にある。あるけど、力学の法則は時間対称なので非対称な第二法則が出てくるのはおかしい。
初期値の仮定の非対称性から導出される。量子力学でも、その辺の問題は変わらない。観測は時間対称ではないのだが、量子力学には観測は入ってない。
閉じた空間の理想気体はエルゴード性があるので、あらゆる可能な状態に近付く。これは熱力学の第二法則と相入れない。
エントロピーの低い状態にいる確率は低いはずなのに、なぜ、常にエントロピーは増大に向かうのか?
それは、そもそも僕たちは何故熱力学第二法則に反してエントロピーの低い状態にいるのかという問いになる。
その答えは重力で太陽や地球の重力がエントロピーを低くしてる。重力とエントロピーが関係あるという論文があるらしい。
熱力学第二法則は低いエントロピーから高いエントロピーの状態にいく確率が高いことは主張するけど、
低確率で高い方にいくのは否定してないし、自分たちが低く状態にいることを否定することもない。

48 = 28 :

>>45
時間があると思って世界を構築すると10次元のコンパクト化とか可笑しなことになるが
無いと仮定すると
平面世界のホログラムで説明がついてしまうからな
重力なんて仮定の力になってしまう

49 :

これ魔法少女まどかマギカでキューベーが説明してたやつだな。

50 :

タイトル見て沙川さんの業績だろうと思ったら、その通りだった
まだ33,4なのに天才すぎる

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