När det gäller icke-jämviktsfysik, inte alla antaganden skapas lika. Åtminstone, det är de senaste resultaten från NC -statens fysiker Lex Kemper och kollegor från NC State och Georgetown University.

Kemper studerar icke-jämviktsfysik, som syftar till att förstå komplexa material genom att skjuta deras atomer och elektroner ur jämvikt och sedan observera deras interaktioner över tiden. I sitt senaste arbete, publicerad i Fysisk granskning X , Kemper och hans kollegor noterar att elektroner i material i ett icke-jämviktstillstånd inte nödvändigtvis beter sig på samma sätt som material i jämvikt gör, vilket kan påverka experimentella resultat.

"Vi har en mycket god förståelse för jämviktsfysik och det är vad det mesta av vår förståelse för icke-jämviktsfysik har åberopat, "Säger Kemper." I huvudsak fysiker har använt tekniker för jämviktsanalys för att analysera experimentella data från icke-jämviktsmaterial. Men vi undrade om dessa tekniker borde fungera i icke-jämviktsfall. Så vi testade det och fann att de flesta av de tidigare antagna antagandena inte fungerar generellt - de kan fortfarande fungera i vissa specifika fall, men inte allt."

Varför är det så? Det har att göra med det sätt på vilket elektronerna i ett material i jämvikt slappnar av från ett upphetsat tillstånd mot sättet på vilket de i ett icke-jämviktsmaterial slappnar tillbaka till sitt jämviktstillstånd, vilket är vad som mäts i tidsdomänförsök.

"När du observerar en elektron i ett system som sitter i jämvikt, för varje rörelse som den gör i en riktning, det gör en annan i motsatt riktning, "Kemper säger." Tänk på det som två små hinkar, allt som går in i det ena är lika med det belopp som går ut ur det andra. Men när du har drivit systemet ur jämvikt, nätet in och ut är inte samma sak längre. När systemet återgår till jämvikt, atomerna och elektronerna kan vara i olika tillstånd, som kommer att påverka interaktioner och därmed de resulterande observationerna. "

Kemper och hans kollegor tittade på fyra olika vanliga antaganden om jämviktsmaterials beteende, och visat hur material i icke-jämviktstillstånd kan bete sig annorlunda. Kemper hoppas att hans arbete kommer att hjälpa andra fysiker som studerar material ur jämviktstillstånd att överväga dessa skillnader i sina beräkningar och mätningar.

"Tanken att dessa system beter sig annorlunda är inte ny, men [denna synvinkel] har inte riktigt kvantifierats eller skrivits ner någonstans, "Kemper säger." Fysik i obalans är ett växande område och vi hoppas att vi har gett några allmänna principer att följa när forskare arbetar med dessa system. "