Бильярд - замкнутая система.

Физики-теоретики и математики обожают играть в бильярд. С их точки зрения бильярдом является любая замкнутая система, в которой частицы упруго отражаются от границ. Но любовь к бильярду здесь не развлечение. Это простейшая модель, изучая которую ученые пытаются найти ответ на одну из главных загадок современной физики: каким образом в природе возникают хаотические, необратимые процессы.

Например, в обычном бильярде с прямоугольными стенками движение шаров (в идеальном случае) точно предсказуемо, а если короткие стенки заменить полукруглыми, как на стадионе, то шары будут двигаться хаотически. Порядок и предсказуемость восстанавливаются, если стенкам придать форму эллипса. Одна из проблем в том, что предсказания хорошо развитой "бильярдной" теории трудно подтвердить экспериментом, так как практически реализовать свободное движение "шаров" без трения и абсолютно упругие столкновения крайне сложно.

Две группы ученых из США и Израиля независимо провели эксперименты, в которых, похоже, решили эту проблему. Охлажденные до сверхнизких температур атомы натрия, играющие роль шаров, "запирались" в оптической ловушке (роль стенок выполняли лазерные лучи). Проделав в ней "дыру", ученые измеряли количество атомов, которые в нее "попадают". Оказалось, что в полном согласии с теорией в ловушке, имеющей форму стадиона, наблюдается экспоненциальное затухание числа вылетающих атомов, что свидетельствует об их хаотическом движении, а вот в эллиптической ловушке хаоса нет.

По материалам журнала «Компьютерра»

Вернуться на главную