Квантовый эффект Мпембы: горячее остывает быстрее, но лишь при сверхнизких температурах ⚡ экспресс
Эффект Мпембы — когда горячая вода замерзает быстрее, чем тёплая, — словно бегун, который стартует позади, но приходит к финишу первым. В новой работе учёные добавили квантовые правила и увидели, что при сверхнизких температурах этот эффект работает по-новому, и даже возникает обратный порядок замерзания. Что ещё скрывает холод?
Эффект Мпембы — загадка, где горячая вода иногда замерзает быстрее тёплой. Обычно это связывают с тем, как вода теряет тепло и энтропию (меру беспорядка). Но в стакане воды хаос мешает точной модели.
Физики построили квантовую модель: частица в яме с двумя лунками, разделёнными барьером. Как шарик на горке с двумя впадинами: чтобы перекатиться из одной в другую, нужна энергия. В классической физике горячий шарик перепрыгивает чаще. В квантовом мире при сверхнизких температурах частица размывается в волну и просачивается сквозь барьер — без нагрева.
Неожиданность: квантовый эффект Мпембы проявляется не при комнатной температуре, а лишь вблизи абсолютного нуля, где применяют жидкий гелий. Горячее остывает быстрее, но только когда тепловое движение замирает. Более того, возникают обратные парадоксы: холодное обгоняет горячее, а порой наблюдается двойной переворот — явления, невозможные в быту.
🎯 Эффект назван в честь танзанийского школьника Эрасто Мпембы, который в 1963 году заметил, что горячая смесь для мороженого застывает в морозилке быстрее холодной, и убедил в этом физиков.