Onderzoekers van Purdue University hebben de eerste experimentele tests uitgevoerd van verschillende fundamentele stellingen in de thermodynamica, het verifiëren van de relatie tussen hen en het verschaffen van een beter begrip van hoe nanodeeltjes zich gedragen onder fluctuatie.

Naarmate een systeem kleiner wordt, fluctuaties weg van het evenwicht beginnen zijn gedrag te domineren. Hierdoor worden de gegevens van experimenten in kleine systemen, zoals biologische moleculaire motoren en magneten op nanoschaal, rommelig en moeilijk te begrijpen. Fluctuatiestellingen helpen onderzoekers de fluctuaties in deze systemen te begrijpen.

Fluctuatiestellingen zijn verfijningen van de tweede wet van de thermodynamica, waarin staat dat alle soorten energie in de materiële wereld zich verspreiden als het niet wordt gehinderd om dit te doen.

Een team van onderzoekers van Purdue en Peking University, onder leiding van Tongcang Li, assistent-professor natuurkunde en sterrenkunde aan Purdue, testte de differentiële fluctuatiestelling voor werkproductie en verschillende andere stellingen. Ze lieten een nanodeeltje in een vacuümkamer zweven met een laser, met behulp van een kleine optische pincet om onmiddellijke positie en snelheid te meten. Met dit mechanisme kunnen ze het nanodeeltje weken of maanden continu in de lucht opsluiten en grote hoeveelheden gegevens verzamelen.

Het onderzoek is gepubliceerd in Fysieke beoordelingsbrieven .