【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 [無断転載禁止]©2ch.net
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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 /i
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／ 茨城 ヽ
ｷﾘｯ ,' ___ ',
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ユニーバサルメルカトル速報
http://hayabusa9.2ch.net/news/
>>11
すごい。もっと一般論にすればノーベル賞とっても良いと思う これはマジで凄い成果。今年即ノーベル物理学賞与えても良いくらい。
量子論からビッグバンを始め、いろんな宇宙のモデルなどが導き出されては来てるが、どれも仮説や推論の域を出ない。
ちなみに相対性理論は、天体の観測で実際に光が曲げられているなどが証明されて、アインシュタインはノーベル賞を受賞出来た。
今回の話は、今まで普通に知られていた熱力学の第二法則自体を、量子論から新たに導き出した訳で、証明や観測で実証されていない
宇宙モデルんばどの推論・仮説とは全く違う。東大凄い！！！ 確率的な思考の量子論で統計を使わずに多体の振るまいを説明する、という事？ なんで俺が20年前から言ってきたことが今更記事になるわけ？
俺はもう大統一理論完成させたけど今は言わない エントロピーの法則
誰かが掃除しないと何千年何万年経っても絶対に部屋は綺麗に整理整頓される事はない。 >>7
カズコと読んで、一気に昭和感のタイムスリップ！ 正直凄い。量子力学と既存の物理学が繋がった瞬間だわ。 え？エロトピアは増大していくって？
つまり夢がひろがりんぐということ？ あー
タイムマシーンの存在はこれで否定されるのか
時間とは不可逆的な単一指向の移動であることの証明がなされてしまった >>20
まだ
重力と量子力学の統合さえできていない
>>21
エントロピー増大則→確率的なもの
なら時間反転対称性のある量子論からこの法則を導けるはず→限定条件はあるが導けた
今回課した条件とか書いてあるから論文の、議論の所引用しておく
We have proved the second law of thermodynamics and the fluctuation theorem with a pure-state bath.
To make the proof mathematically rigorous, we made several technical assumptions. For example, we
assumed that the heat bath is on a hypercubic lattice with the periodic boundary condition and translation
invariance. Although these assumptions are technically necessary for our proof, we can physically expect
that the lattice structure is neither restricted to hypercubes nor to the periodic boundary condition, in
order to obtain essentially the same results.
On the other hand, there is a subtle problem on the assumption of translation invariance. We can again
physically expect that local breaking of translation invariance (by for example a local defect) does not
affect the essentials of our results. However, if there is strong global disorder that leads to the Anderson
localization or the many-body localization (MBL), it has been shown that the weak ETH is no longer
valid [S16, S17]. In this sense, the absence of localization is crucial to obtain our results. >>25
ちゃうちゃう
もっと酷くなるっちゅうこっちゃ >>25
溶けた磁石は磁極を失うが、冷えて固まるにつれN極とS極はどちらかに確定されるけどな。 ↓ちょっと前のこのニュースと関係ある？教えてエロい人
超流動ヘリウム原子の集団的な挙動をスーパーコンピュータによる計算で調べた。
原子集団の情報量は、球体の体積ではなく表面積によって決定されることがわかったという。
http://news.mynavi.jp/news/2017/03/31/028/ これはノーベル賞確実レベルだな
一般化できなくても将来一般化された時に先駆者として受賞できる >>39
＞球体の体積ではなく表面積によって決定される
↑
ブラックホールの研究で散々言われてたことだろ なるほど。
とうとう門を開いてしまったか。
ん？まてよ
やつが開いたのは、門ではなく……
ということは、
いけない！ まじかよ
俺も次の学会で発表しようと思ってたのに…… ■ ■■■■ ■ ■ |＼ ／|
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■■■ ■■■ ■ ■■ ん？つまり不可逆過程が量子論で説明できたってこと？
………すげえじゃん！！！ よく判らんが羽生善治は先見の明があったという事だな。 >>44
うひゃひゃひゃひゃ惨敗だな！
敗北者、乙！ 熱力学第二法則までは漠然と理解したが量子の話は俺が観測を待たずに死ぬ あー懐かしいな
小４の夏休みの自由研究でやったわー 二重スリット実験の気持ち悪い結果が説明つくようになるんか >>52
どんな理論持ってこようが量子は俺氏が観測する1点しか姿見せてくれないんだよな
なんかえらく損してる感じ つまり熱力学第二法則がなぜそうなるのか理屈が詳しくわかったということ？ >>57
10のマイナス32乗cmとか10の36乗年後って話だ
俺らの人生にはなんの関係も無い
気にスンナ ／||ミ Ｖ
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＼|| >>24
赤い彗星のシャアが
キャスバル兄さんだった
知らんけど それに対して僕は今、特殊相対性理論における非ユークリッド空間の研究中だ。邪魔をせんで貰おう。 >>41
あれ？ 今ウィキで見たら光電効果で1回しか獲って無かったんだなｗ
俺は光電効果と相対論で2回獲ってたと勘違いしてたｗ スマンスマンｗ ポアンカレとかリーマンとかのドキュメント番組全然分からんけど好き
>>28
量子論は既存の物理学だろ ブルーバックス読んで知ってた。
ていうか、相変わらず東大は毒にも薬にもならんことばっかやってるんだな、と思った。 なるほどなるほど
Iyoda, Eiki @iyodaeiki
(1/6) 共著者の沙川から伝言です。「量子力学から第二法則を導出」の意味を、少し詳しく（プロ向きに）説明させてください。
(2/6) 「量子力学から」は「（等重率の原理などの）統計力学の仮定を使わずに」という意味です。
カノニカル分布などは確率モデル（つまりマクロな物理量を計算するための処方箋）であり、
実際のミクロな量子状態がそうなっている保証はありません（詳しくは田崎さんの『統計力学』などを参照）。
(3/6) この研究では熱浴がカノニカル分布であると仮定せず、単一のエネルギー固有状態の性質として、第二法則を証明しています。
エネルギー固有状態は純粋に量子力学の概念なので、「量子力学から」と言えます。
ここから、固有状態の重ね合わせや混合についても第二法則が示せます。
(4/6) 第二法則を満たさない例外的な固有状態もありえますが、その数が少ないことも証明しています。
これはdisorderのない量子多体系の性質として証明できます（弱い形のETH）。（等重率の原理の強い表現である）ヒルベルト空間のtypicalityとは全く異なるものです。
(5/6) 「第二法則を」の部分は、「ゆらぎの定理」と呼ばれる熱ゆらぎの性質まで導出した点、つまり熱力学第二法則の背後にある構造も含めて
量子力学から出ることを示した点が重要です。Random waiting timeと呼ばれる先行研究の手法では、これを示すことはできませんでした。
(6/6) ちなみにこの「量子力学から第二法則を導く」という方向性は、早くも2000年ごろに田崎さん @Hal_Tasaki が言い始めて、
最近になってようやく世界的に重要性が認知されてきた話です。今回の結果はこの方向性で初めて満足のいくものだと（僭越ながら）思っています。 >>1
あ り え な い 。それは。
バストダンジョンでリリカのおっぱい値を８００近くまで調教強化してやらないと、そのフラグは立たない。
仮にフィリオナをメンバーから外してリリカを集中調教しても、アナルバイブが使えないその段階では
スカリバーはまだ手に入れられないはず。 妄 想 で つ か ？
とりあえずアンダー草原で淫獣マリリスを大量に調教して淫度をどんどん稼いどけ。
展開が不安ならバックアップ取っておくのを忘れんなよ。説教くさくなってスマソ・・・。ついな・・・。 こんな大上段に振りかぶった大テーマは何とか予想という形でアウトラインが示されてか何十年か
いろんな人が証明発表→ヌカ喜びを繰り返した末に何とかなるもんじゃないの？いきなり一研究室が
成功とかありえるの？ こ、これは
風呂でぼんやりしてるとき考えてたが、先を越されたかクゥー >>87
一応20年くらい前から研究されてきたテーマらしいけど >>36
磁石だけ見ればそうなるが
溶かした熱と、冷えたときに広がる
熱とを全て合わせると
やっぱりエントロピーは増大している これって重力が発生するメカニズムを解き明かしたレベルにすごいのでは？ 細かい事はよくわからんがとても凄い研究だ
ノーベル賞どころじゃないな >>19
アインシュタインは相対性理論でノーベル賞受賞していないけどね・・・。
光量子化説な 量子力学が正しければ熱力学（第二法則）も正しい
ってことの証明同然だろこれ。
検証の時間が必要だが、数年後あたりのノーベル賞は間違いない気がする。 >>102
欧米や中韓の研究者が研究を発展させて
共同受賞になりそう >>100
一応>>71で勘違いしてたすみませんって謝っておいたｗ 俺はアインシュタインは光電効果と相対論で2回獲ってるとばかり思ってたが違ってたんだなｗ
光電効果なんぞより相対論の方が比較にならんくらい重要だと思うけどｗ
>>102
理論が正しいって専門家達のお墨付き得てからだろうけど、数年後には間違い無く受賞だろ。それくらいの凄い理論での成果。
カリフォルニア大の青色発光ダイオードの強欲ハゲなんぞの万倍いや億倍凄い成果だよｗ どうせスレ見ても何にも分からないのに何故俺はこのスレを開いたのか >>104
まあノーベル賞選考委員の保身とか逃げとかいろいろあるけど光量子仮説は
プランクの量子仮説を実証する形で量子論の理論的土台になったあれはあれでどえらい理論やぞ 熱力学第二法則が正しいということは進化論が誤っていることの証明
自然状態ではどんどん無秩序になるはずなのに、生物は複雑で秩序だった構造をしている
偉大な何者が意図的に組み上げたのでない限り生物の存在は自然法則と矛盾する 成績の悪い高校の理系生徒にもわかるように物理学を教えて欲しいもんだ
わかるやつにしかわからんような、実用性の無い物理学なんて無価値
加速機で粒子を光速にして癌治療してるとか、物理学の成果だよな しかし、粒子が集まると重力が発生して、重くなると核融合が起こり鉄までできる
もっと重いと恒星の燃えかたが変わるとか
宇宙に存在する鉄より重い粒子はずっと前の恒星の燃えかすなんだと思うと、なんだか不思議な気持ちになる こ、これは、
3日前にジョン・タイターがメールで知らせてきたことと同じじゃないか。 乱雑さが拡大するのが、エントロピー増大ということだよな？
消費がエントロピー増大で、労働がエントロピー縮小
社会科学でも通じる概念だね >>114
熱力学第二法則(エントロピー増大則) ＝ 当たり前のこと、だぞ 俺がむかーし、物理の素粒子論を専攻してた頃は、マクロの古典物理の世界はミクロの量子論の世界の
近似だと習ったと言うか理解してた。本来は全てが古典物理の決定論ではなく量子論の確率論で示すべき
ものだが、マクロの世界では確率が無視出来るレベルなのでそれでOKと言う、まぁ曖昧な話だったｗ
これを普遍化・統一しようってのが多分「統一理論」なんだけど、今までのは全部仮説・推論モデルの
話ばかりで、相対論の光の重力場での曲がりの様な観測で立証出来る様なのが無かったからね。
今回のは量子論から、古典物理の法則をそのまま導き出したんだから、マジで物理学史上でも希な大成果と逝って良いよｗ
https://www.nikkei.com/article/DGXLASGG11H1V_T10C16A3TJM000/
物理学「大統一理論」、証拠の発見できず 東大など
東京大学などの国際研究チームは宇宙の始まりを説明する物理学の「大統一理論」を証明するためスイスで進めていた実験の結果をまとめた。
大統一理論が予言するミュー粒子という素粒子の崩壊現象は発見できず、現在提案されている理論の多くと矛盾する結果となった。・・・ ドトールコーヒーは悪の結社、創価学会の
一員だ
集団ストーカーを行なってる
エクセルシオールカフェ赤羽東口店(現在ドトールグループ サンメリー赤羽店)閉店は証拠隠滅
ドトールも創価も法的措置を取らないのは
事実だからです
当時のドトールコーヒー社長 17年4月左遷サンメリー社長へ
とうきょうときたくあかばねは
そうかのまち
わたしはあなたのために、信仰が無くならないように祈った。
(新約聖書 『ルカによる福音書』22章32節から) >>116
いや、そんな大層なものじゃない
言う通りだったら今ごろ世界的大ニュースになってるわ >>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 >>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 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 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 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 >>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 ＞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 簡単な事をわざわざ難しく言ってるようにしか見えん。 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。 >>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…。 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 >>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 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 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 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 >>1
ふむふむ ほうほう なるほど いみがわからん 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。 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 >>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 >>3
神は
拡散して均一化することを
望んでいる >>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。 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 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 >>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 >>131
熱力学第2法則を、佐野量子が理解した？ 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
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 >>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、 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 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。 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 >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 >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 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？ 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 ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
