¿Pueden desarrollarse microestados indistinguibles en diferentes Estados macroscópicos?

Question

Supongo que esta pregunta es más acerca de la definición que sobre cualquier principio físico. Puede un determinado sistema físico (o puede no ser un sistema físico) admitir microstates que tengan las mismas características macroscópicas de las variables, sino que evolucionan en los estados con diferentes variables macroscópicas?

Yo creo que es obvio que algo como esto puede suceder, pensar en un sistema caótico, que puede estar en un estado que es macroscópicamente indistinguible de uno que se mantendrá estable, pero que después de algún tiempo se convierte en un sistema, por ejemplo, con grandes macroscópica local diferencias de presión, debido a que arbitrariamente pequeños cambios en el microestado (y usted puede configurar esto en una manera tal que usted entra en un nuevo estado de equilibrio).

La razón por la que esto podría ser una cuestión de la definición es que las dos formas en que la respuesta sería "no" sería:

1. diciendo que microstates evolucionar en distintas macrostates no eran indistinguibles para comenzar con
2. al decir que un sistema que pueden salir de equilibrio no estaba en equilibrio, para empezar.

Desde este conocimiento no puede ser inferida a partir de cualquier macroscópica de la información en este momento en el tiempo (o incluso cualquier información sobre el sistema), estas soluciones no parecen ser muy satisfactorio, pero tal vez me equivoco.

En cualquier caso, estoy interesado en la respuesta a la pregunta "¿indistinguible microstates evolucionar en distintas macroscópicas de los estados?"

Answer 1

Voy a ofrecer una respuesta, estoy seguro de que habrá otros.

Sí, sin duda esto es cierto, no pueden ser tales sistemas. Para cualquier estadística mecánica del sistema especificado en la temperatura o la presión, no está implicado en la interacción con el entorno. La interacción es generalmente asumida a ser débiles (y creo que el viejo tomo de "Los Principios de la Mecánica Estadística" por RC Tolmo va en esto en detalle). La microscópico de la evolución del entorno nunca es especificado en el detalle, así que efectivamente esto proporciona un punto de vista estocástico (o al menos impredecible) elemento con el tiempo de evolución del sistema.

Por lo tanto, impredecible (en el sentido de no ser determinista) fluctuaciones ocurren. Un ejemplo sencillo es el Ising ferroimán, por debajo del punto crítico. El total de la magnetización $M$ es un parámetro macroscópico. Para cualquier sistema dado, suponiendo un tamaño finito, habrá un número finito de probabilidad por unidad de tiempo de cruzar la barrera de energía libre entre el $+M$ e $-M$ estados. A bajas temperaturas de estos cruces serán poco frecuentes, y de los distintos sistemas (indistinguibles, para todos los intentos y propósitos) se llevarán a cabo las transiciones en diferentes momentos. En cualquier momento, algunos de los sistemas que van a estar en un estado macroscópico, y algunos en los otros.

Argumentos similares se aplican a cualquier fase en la que la simetría subyacente ha sido roto, para dar degenerados equilibrio macroscópico de los estados.