Немарковский теплообмен с резервуаром объяснил эффект Мпембы
Китайские физики численно и аналитически показали, что эффект Мпембы может возникать за счет немарковского взаимодействия системы с резервуаром. Для этого они моделировали теплообмен между резервуаром и цепочкой спинов и показали, что появляющийся на пути остывания системы энергетический барьер преодолевает быстрее та система, которая изначально имела большую температуру. Исследование опубликовано в Physical Review E.
Эффектом Мпембы изначально называлось явление, связанное с тем, что стакан горячей водой замерзает быстрее, чем с холодной. Оно названо в честь танганьикского школьника Эрасто Мпембы, который обнаружил его в 1963 году. Несмотря на то, что этот парадоксальный эффект наблюдали еще в древние времена, до сих пор нет четкого представления о том, как он устроен. Более того, ряд физиков поставили под сомнение его существование после тщательного экспериментального анализа.
Сегодня эффект Мпембы понимается в более широком смысле, нежели остывание воды или ее растворов. Физики называют так ситуацию, при которой есть два одинаковых макроскопических объекта с различными температурами, и более горячий остывает быстрее, чем более холодный. Эффект Мпембы проявил себя в резонаторах из углеродных нанотрубок, спиновых стеклах и гранулированных жидкостях.
Примечательно, что в разных системах причина возникновения эффекта разная. Ею может стать разница в дополнительных релаксационных факторах или подавление определенных траекторий в параметрическом пространстве при различной температуре (про этот эффект мы недавно рассказывали). А одна из научных групп теоретически описала эффект Мпембы в немарковской системе (то есть, в системе с памятью) с резервуаром. В своей работе, однако, ученые ограничились лишь