Aarhus Universitets segl

Varme, der flyder baglæns

Alberto Imparato et. al. viser i Physical Review Letters eksperimentelt at varme kan strømme fra den kolde til den varme ende af et system, uden at der skal udføres arbejde for at gøre det.

Der er tale om korttids-varmestrømning imellem to koblede mikrosystemer, som holdes ved forskellige temperaturer. Vi véd fra makroskopisk termodynamik, at så snart der opstår en temperaturforskel imellem to systemer, vil varmen begynde at strømme fra den varme kilde til den kolde, indtil der opnås en stabil varmestrømning. I eksperimentet viser vi, at man i små systemer ikke kan udelukke, at der er en endelig sandsynlighed for, at varmen kan strømme den modsatte vej. Teoretisk er muligheden for at observere dette sjældne fænomen begrænset af Fluktuationsteoremet. Vores resultater understreger at Termodynamikkens anden Hovedsætning er statistisk i sin natur. Interessant nok viser det sig, at varmestrømningen i de to forskellige retninger har forskellige statistiske egenskaber: Varme, som strømmer fra det varme reservoir til det kolde, har altid de samme statistiske egenskaber, mens varme, som strømmer den modsatte vej kun nærmer sig den stabile tilstand asymptotisk.

Resultatet her er relevant, når man vil beskrive overgangsfænomener i mikro- og nanosystemer

Artiklen er her