Forskare vid Purdue University har utfört de första experimentella testerna av flera grundläggande satser inom termodynamik, verifiera förhållandet mellan dem och ge en bättre förståelse för hur nanopartiklar beter sig under fluktuationer.

När ett system blir mindre, fluktuationer bort från jämvikt börjar dominera dess beteende. Detta gör data från experiment i små system, såsom biologiska molekylära motorer och nanoskala magneter, rörigt och svårt att förstå. Fluktuationssatser hjälper forskare att förstå fluktuationerna i dessa system.

Fluktuationssatser är förfiningar av termodynamikens andra lag, som säger att all slags energi i den materiella världen sprids om den inte hindras från att göra det.

Ett team av forskare från Purdue och Peking University, ledd av Tongcang Li, biträdande professor i fysik och astronomi vid Purdue, testat differentialfluktuationssatsen för arbetsproduktion och flera andra satser. De svävade en nanopartikel i en vakuumkammare med en laser, med en liten optisk pincett för att mäta momentan position och hastighet. Denna mekanism låter dem fånga nanopartikeln i luften kontinuerligt i veckor eller månader och få stora datamängder.

Forskningen publicerades i Fysiska granskningsbrev .