我院统计物理与复杂系统研究团队在输运问题研究上获得创新性发现

日常生活经验和物理直觉告诉我们热流总是从温度高的地方往温度低的地方流,粒子流则总是从高浓度的地方向低浓度的地方流。然而,令人感到不可思议的是,情况并非总是如此。澳门新葡亰平台游戏物理系统计物理与复杂系统研究团队王矫教授课题组与合作者发现存在这样的情形,即或者是热流,或者是粒子流,可以沿着与温度和浓度二者均升高的方向流。该研究结果近期发表在国际顶级物理学术期刊Physical Review Letters[详见Phys. Rev. Lett. 124, 110607 (2020)]

该论文所报告的研究结果与人们一般直觉完全相反,并且,初听上去似乎与热力学基本定律甚至是牛顿运动方程相矛盾。的确,当只有一个热力学力施加于系统上时,由其引发的流必定不能反向,这是由热力学第二定律所保证的。但是,当作用于系统上的热力学力不止一个时(例如,当系统同时存在温度梯度和化学势梯度时),热力学第二定律所施加的限制就不能保证每个流都沿正向流动了。

本文首次在一个具体的物理系统中证明了反向流的存在。对于这个具体的系统,反向流的产生源于其奇特的自组织及非平衡态相变性质。该系统的自组织及非平衡态相变性质也是王矫教授与合作者最先于2017年发现的[Phys. Rev. Lett. 118, 040601 (2017)]

王矫教授为福建省闽江学者特聘教授,主要从事经典不可积系统的量子力学性质以及近平衡态系统的弛豫及输运问题等方面的科学研究工作,已在Physical Review Letters上发表多篇论文。

原文链接:

J. Wang, G. Casati, G. Benenti, Inverse Currents in Hamiltonian Coupled Transport, Physical Review Letters, 124 (2020) 110607.

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.124.110607