【速報】東大、量子論から熱力学第二法則(エントロピー増大則)を導くことに成功

1 ：名無しさん＠涙目です。：NG NG ?PLT(12345).net

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
http://www.t.u-tokyo.ac.jp/shared/press/images/setnws_201709061614152431248138_761028.jpg

論文
https://arxiv.org/abs/1603.07857

120 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/07(木) 19:29:46.39 ID:xcyKb34m0.net

>>118
まぁ一般人には、青色発光ダイオードの発明みたいな分かり易い話じゃないからなｗ

121 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/07(木) 19:29:46.76 ID:nOiejb+O0.net

>>118
海外では話題になってないのが不思議だな
twtterで英語で検索してもあんまでてこない

122 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/07(木) 19:43:02.89 ID:BZea5Syw0.net

一言で言うとジワジワ伝わってくるって感じか

123 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/07(木) 19:43:33.84 ID:8ajpcLJN0.net

なるほど全然わからん

124 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/07(木) 19:44:41.09 ID:v0FcE2dp0.net

統計学と量子論、確かに似てる気はするけど
置換えが効くとは思わんかった
逆に統計を量子論で再構築すると何かありそうな予感

125 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/07(木) 19:49:29.46 ID:o/wXIGLV0.net

経路積分で挫折したオレ、涙目

126 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/07(木) 20:15:11.30 ID:8S4G8rLZ0.net

ギギギ

127 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/07(木) 20:27:00.56 ID:E7klJpbn0.net

将来星も光も何もかも消えてそうなったときに作る実験室の中に今のお前らがいるんだよ
だからここは窮屈

128 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/07(木) 20:28:51.01 ID:E7klJpbn0.net

さらに言うと元あった光はお前らに自我が芽生えたとき暗闇になってる

129 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/07(木) 21:09:46.14 ID:pyUvk6pv0.net

>>107
生命の振る舞いは一見エントロピー増大に反してるように見えるが
促進させるための存在なんだよ

130 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/07(木) 21:26:39.52 ID:G+vNUx8D0.net

＞この研究役に立つの？

今回のテーマは量子情報処理のための必要に応じてでてきたもの
量子情報の散逸（エントロピー増大・熱平衡化）をどこまで防げるかが分野としての大きな課題
それが測定技術や制御技術の発展につながる

その中で系が大きくなると熱平衡になるという仮説(ETH)があって
小さな系にどこまで適用可能か判断しなきゃならないから孤立量子系からETHを組み立てる必要があった

131 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/07(木) 21:52:17.79 ID:+ssMxmy50.net

熱力学第2法則に、量子が合わせただけのことでは？

132 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/07(木) 22:00:48.76 ID:kmVeRKVr0.net

簡単な事をわざわざ難しく言ってるようにしか見えん。

133 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/07(木) 22:13:45.25 ID:XBBmZvw00.net

量子論の今までの流れは、現状、別々の理論構成されているリアルの世界を
統一的な理論で矛盾無く説明できる様に、現実に上手く合うように、理論をこねくり回す
やり方で進んできた。超ひも理論だの、10次元宇宙だのが典型だな。

しかし、今回は、今までの量子論の展開で、熱力学の第2法則と言う、古典物理の
それも経験則みたいな旧い法則を理論的に導き出せたと言う点で、まさに画期的な成果。

俺がノーベル賞の選考委員会の委員だったら、今年のノーベル物理学賞は絶対これを推薦するｗ

今までの素粒子理論物理の流れ（全ての事象を矛盾無く上手く説明する為に、新しい理論・モデル
が次々考案されるｗ）に一石を投じると言う意味でも2重に画期的な成果だ。

134 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/08(金) 00:11:57.90 ID:a2ogzPeb0.net

>>108
数式がほとんど出てこない、中学物理ですら理解できてない奴らだらけで…。

135 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/08(金) 00:23:43.76 ID:jUcffI0G0.net

成程な〜
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って事か

136 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/08(金) 00:57:54.47 ID:1ZQeD4pQ0.net

>>108
重粒子線による癌治療なんて癌細胞が健康な細胞より貪欲に物質を取り込む性質を利用してるだけだろ
やってることは結局お灸と変わらんし

137 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/08(金) 04:44:55.14 ID:O0CtVWgE0.net

クァンタムよりガンダムなのよね

138 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/08(金) 04:59:08.49 ID:mHHJxlxf0.net

一度混ぜてしまったカフェオレは、コーヒーとミルクに戻せませんものね

139 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/08(金) 05:07:44.66 ID:UUxK2K1+0.net

だから誰かエントロピーとエンタルピの違いを
解りやすく説明しろよ

140 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/08(金) 05:10:34.95 ID:sHd3VqLkO.net

これは外道マスコットが少女を唆す案件が発生しますねぇ

141 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/08(金) 05:20:33.43 ID:V0b/apbi0.net

量子論で証明できまぁす！じゃないことを祈る

142 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/08(金) 05:37:48.10 ID:XeSirMrx0.net

>>1
ふむふむ　ほうほう　なるほど　いみがわからん

143 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/08(金) 05:45:07.47 ID:F9g9YF020.net

これから検証され間違いがないことがわかったら
どんな風に研究が広がっていくか、非常に楽しみ。

144 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/08(金) 06:16:59.44 ID:rRCkK8D+0.net

なんかこういう研究してます風で中身のない仕事で給料もらえるとか楽でいいね

145 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/08(金) 06:23:08.41 ID:IMdMOpqJ0.net

>>139
断熱系の不可逆過程がエントロピーで定圧系に与えた熱とそこから取り出せる熱の合計がエンタルピー

146 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/08(金) 07:29:30.58 ID:ODEpFugW0.net

>>144
脳みそのレベルと思考がガチ底辺で草

147 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/08(金) 07:41:26.60 ID:07jCPrOR0.net

>>3
神は
拡散して均一化することを
望んでいる

148 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/08(金) 07:45:14.26 ID:Ny6faGPz0.net

>>91
そうだな。しかしエントロピーは時間の経過の方向に増大する って話とは異なっている。

149 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/08(金) 09:41:45.20 ID:iF8+Tytw0.net

無人島に漂着した人間が
腕とか足つかって1mは大体こんなもんやろと生活してた矢先に
砂浜で10cm定規拾うようなもんか

150 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/08(金) 10:03:54.20 ID:5g0Foati0.net

もう論文読める頭が無いけど読んでみたい

151 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/08(金) 11:35:09.93 ID:Rdl3bm1y0.net

将来こういう>>144みたいな人間にならないようにって意味で勉強って大事だよね

152 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/08(金) 11:57:44.44 ID:WnivVPVw0.net

>>139
エントロピー：乱雑さ(状態がどれだけごちゃごちゃしてるか)
エンタルピー：熱エネルギー　反応(状態変化)の時に発熱、吸熱で動く熱量

153 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/08(金) 12:00:30.76 ID:WnivVPVw0.net

>>131
熱力学第2法則を、佐野量子が理解した？

154 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/08(金) 12:18:57.19 ID:oNTVk7LY0.net

佐野量子論

155 ：バカボンパパ：2017/09/08(金) 22:33:04.07 ID:Zx/r/cIZ0.net

これはモーガンフリーマン的なやつかな？

156 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/08(金) 22:41:03.96 ID:Ihy2T7AI0.net

理系院卒だったけど、最後までエンタルピーとエントロピーの違いを分からず卒業してしまったなあ

157 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/08(金) 22:52:47.98 ID:wE12RfSX0.net

>>1
ボトムズに例えると？

158 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/09(土) 22:37:51.23 ID:GpX4NB4Q0.net

>>157
ワイズマンもレグジオネーターの試作品の一つに過ぎなかった

159 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/09(土) 22:40:26.44 ID:ncvEQX8O0.net

ああ、あれね、はいはい、なるほど、なるほど

160 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/09(土) 23:49:37.51 ID:g65d5+nm0.net

>>147
神は、物理学を徹底的に固めようとしている
そして、魔法学は、物理と切り離して独自の理論として
形成されようとしている

つまり、熱力第2法則と永久機関の間に大きな隔たりを
つくり、お互いが干渉できないようにする

とか、

161 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/10(日) 00:09:12.34 ID:q8S1prfe0.net

>>144
そういうのは文学部に言う言葉だ

162 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/10(日) 00:31:48.51 ID:TZumIolp0.net

沙川って人は天才すぎるだろ
情報からエネルギーを取り出すとかいうのもこの人だろ

163 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/10(日) 00:34:30.52 ID:I5aHsR/J0.net

すげぇな。
人間が時間を一方向にしか認識しない理由が判明するのか。

164 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/10(日) 00:57:07.76 ID:sCM/NW020.net

かばんの中に入れてたイヤフォンのコードが
数日後、グッチャグチャに絡まってるのがエントロピーなんだろ？
きちんと折りたたまれてたらそれは妖精さんのいたずらでさ

165 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/10(日) 01:02:03.13 ID:FUDCgbf+0.net

>伊與田英輝助教

與って興の旧字かと思ったら与の旧字なんだな

166 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/10(日) 01:03:06.89 ID:FUDCgbf+0.net

>伊與田英輝助教

與って興の旧字かと思ったら与の旧字なんだな
初めてみたわ

167 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/10(日) 01:14:46.77 ID:IMCfH+GF0.net

>>162
Szilard Engineか？

168 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/10(日) 01:24:11.25 ID:zb5mi8Nt0.net

統計力学でエントロピーの再定義（カノニカルアンサンブルとかなんとか）出てくるけど、今回の発見は何が違うの？

169 ：名無しさん＠涙目です。：2017/09/10(日) 07:20:10.47 ID:dZ01HSzP0.net

これを分かりやすく説明すると何故時間は一定の方向にしか進まないのかっていうのが解明されつつあるって研究だよね
これを説明できれば時間を逆戻せる理由も分かるって事で
熱力学の逆もいけるって話だよね