¿Alguna vez has tratado de volver la cuchara después de mezclar la mermelada en un arroz con leche? Nunca trae la mermelada de vuelta a la cuchara. Este trastorno cada vez mayor está relacionado con una noción llamada entropía. La entropía es de interés para los físicos que estudian la evoluciónde sistemas formados por múltiples elementos idénticos, como el gas. Sin embargo, la forma en que deben contarse los estados en tales sistemas es un punto de discusión. La visión tradicional desarrollada por uno de los padres de la mecánica estadística, Ludwig Boltzmann, que trabajó en ungran cantidad de elementos: se opone a la perspectiva teórica aparentemente desarticulada de otro científico fundador de la disciplina, Willard Gibbs, quien describe sistemas con una cantidad muy pequeña de elementos. En un nuevo estudio publicado en EPJ Plus, Loris Ferrari deLa Universidad de Bolonia, Italia, desmitifica este choque entre teorías analizando las consecuencias prácticas de la definición de Gibbs en dos sistemas de un tamaño bien definido. Ferrari especula sobre la posibilidadEs probable que, para ciertas cantidades, las diferencias resultantes del enfoque de Boltzmann y Gibbs puedan medirse experimentalmente.
Este debate se centra en la noción de temperatura absoluta negativa NAT, vista como una consecuencia engañosa de la definición de entropía de Boltzmann. En contraste, la teoría de Gibbs prohíbe NAT y hace que la equipartición de energía sea rigurosa en sistemas de tamaño arbitrario. Los dos enfoques, sin embargo, convergen cuando los sistemas tienen una gran cantidad de elementos, por lo que el problema aquí es definir el sistema de tamaño mínimo para el cual ambas teorías están de acuerdo.
Para probar los dos enfoques uno contra el otro, el autor examina dos modelos, a saber, un gas de N átomos que no interactúan químicamente y otro sistema con N espines que interactúan. Sus simulaciones numéricas muestran que es posible evaluar cuál de los doslos modelos son los más precisos utilizando pruebas experimentales.
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