Sziasztok! A Garázson egyre gyakrabban esik szó Trócsányi Zoltánról mint a blog állandó támogatójáról. Ezen a héten azzal támogatott, hogy rendelkezésünkre bocsátotta 2011. 04. 11-i előadásának anyagát. Így készült a következő bejegyzés:

Hétköznapi tapasztalat, hogy a természetben lejátszódó folyamatok meghatározott irányban mennek végbe. Az ilyen folyamatok fordított lejátszódása (például filmre véve, és visszafelé lejátszva) igen szokatlan látványt nyújt(ana). E tapasztalatok azt sugallják, hogy a folyamatok általában nem megfordíthatóak (gyakran használt idegen szóval irreverzíbilisek), annak ellenére, hogy már tudjuk, a testek atomokból állnak, és az atomok közötti kölcsönhatás ugyanúgy megfordítható, mint ahogy golyók ütközése sem kelt szokatlan látványt visszafelé lejátszva.

Úgy tűnik, hogy bár az alapvető kölcsönhatások az idő megfordításával (szaknyelven időtükrözéssel) szemben változatlanok, valamilyen általunk eddig nem vizsgált természeti törvény szerint a makroszkópikus méretű testek (a továbbiakban röviden testek) folyamatai sértik az időtükrözés szimmetriáját. (Az időtükrözés szimmetriája a gyenge kölcsönhatásban nagyon picit sérül, és ez a sérülés nem elegendő arra, hogy a testek folyamatainak időtükrözéssel szembeni sérülését megmagyarázzuk.)

A továbbiakban célunk, hogy ezt az új természeti törvényt feltárjuk. Ez a rész nagyobbaknak szól.

Vajon hogyan lehet egy folyamat meg-, illetve meg nem fordíthatóságát mennyiségileg megragadni? Már jól tudjuk, hogy egyensúlyban lévő test állapota egyértelműen jellemezhető néhány állapothatározója értékének megadásával. Például egyszerű test adott mennyiségű gáz, amelynek állapotát két állapothatározójával (mondjuk nyomás és térfogat) egyértelműen jellemezni tudjuk. Ha a gáz állapotváltozása olyan, hogy minden pillanatban egyensúlyban van, akkor minden pillanatban meg tudjuk adni egyértelműen az állapotát, és akkor a folyamatot mindkét irányban meg tudjuk valósítani. Természetesen az ilyen folyamat csupán idealizált határeset lehet, hiszen ahhoz, hogy a változás megtörténjen, ki kell billenteni az adott testet az egyensúlyi állapotából. Azonban ha csak nagyon kis mértékben változtatjuk valamely állapothatározó értékét, és megvárjuk, hogy beálljon az új egyensúlyi állapot, akkor jó közelítéssel mindvégig egyensúlyi állapotokon keresztül történik az állapotváltozás. Az ilyen egyensúlyi állapotokon keresztül végbemenő változást kvázisztatikus állapotváltozásnak nevezzük.

Ha egy kemény golyót elgurítunk, akkor a golyó messzire gurul, de előbb-utóbb mégiscsak leáll. Bár a golyó állapotváltozása kvázisztatikus, mégsem megfordítható. A súrlódással járó folyamatok sosem megfordíthatóak.

Egy folyamat lehet megfordítható egy test része szempontjából, de megfordíthatatlan az egész testre nézve. Például, ha két különböző hőmérsékletű fémtömböt adiabatikus tartályba teszünk, közéjük alig áteresztő diatermikus falat helyezünk, akkor a két fémtömb hőmérséklete igen lassan kiegyenlítődik. A folyamat az egyes fémtömbök szempontjából kvázisztatikus, azonban a két tömbből és a diatermikus falból álló teljes test szempontjából már nem az, ugyanis egyetlen pillanatban sem jellemezhető egyetlen hőmérséklettel a teljes test. Véges hőmérséklet-, nyomás-, illetve koncentráció-különbség kiegyenlítődése nem lehet kvázisztatikus, tehát nem megfordítható.

Az előadás még két további részből áll, melyek még jobban igyekeznek megismerni ezt a természeti törvényt. Maga az előadás egyetemistáknak szól, viszont ha valakit igazán érdekel, annak örömhírrel szolgálhatok.

A Mindentudás honlapján fog megjelenni az előadásról készített felvétel, benne a Garázs segítségével készült videóval. Akkor majd megjelenik egy blogbejegyzés is, benne a felvétel címével, no meg a múlt heti előadásról készült felvétellel. De biztos, hogy jövő héten végre új kísérlet is megjelenik!