熱的物體比冷的物體凍結得更快

 (https://www.science.org/content/article/hot-things-can-freeze-faster-cool-ones-now-paradox-has-gone-quantum?utm_source=sfmc&utm_medium=email&utm_campaign=ScienceAdviser&utm_content=distillation&et_rid=598210675&et_cid=5913349)

 

(https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/rbt4-psfd)

 

(https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0031-9120/4/3/312/pdf)

 

1963年的一個下午，13歲的埃拉斯托·姆彭巴在坦尚尼亞的馬甘巴中學製作冰淇淋。為了盡快騰出冰箱空間，他急於把牛奶和糖的混合物放進冰箱，當時混合物還很燙——不像他的同學們，他們事先把冰淇淋放在室溫下冷卻。然而，接下來發生的一件事，卻將影響現代物理學的發展進程：姆彭巴發現，他的冰淇淋竟然先凍住了。

姆彭巴後來用水重複了同樣的實驗，並不斷詢問老師為什麼熱液體比冷液體結冰更快，但老師們卻不以為然。姆彭巴並未氣餒，而是決定去請教當時在達累斯薩拉姆大學訪問的物理學家丹尼斯‧奧斯本。奧斯本答應回家後親自重複這個實驗。在1969年發表的一篇如今已成為經典的論文中，奧斯本——將姆彭巴列為第一作者——報告了這一現象，並宣稱「任何問題都不應該被嘲笑」。

事實證明，水只是冰山一角。過去十年間，科學家在各種不同的材料中發現了類似的“姆彭巴效應”，從結晶聚合物到磁體，不一而足。最近，這種效應甚至出現在量子領域，例如用雷射懸浮的單一離子。如今，一項發表在《物理評論X》（Physics Review X）上的全新理論框架，將各種姆彭巴效應整合在一起。它解釋了在每種情況下，一個偏離平衡態更遠的系統是如何更快地回到穩態的。 所有這些你可能認為完全不同的效應，實際上本質上是同一件事。