Quando se trata de física de não equilíbrio, nem todas as suposições são criadas iguais. Pelo menos, essas são as últimas descobertas do físico do estado de NC Lex Kemper e colegas do estado de NC e da Universidade de Georgetown.

Kemper estuda física de não equilíbrio, que visa compreender materiais complexos empurrando seus átomos e elétrons fora do equilíbrio e, em seguida, observando suas interações ao longo do tempo. Em seu último trabalho, publicado em Revisão Física X , Kemper e seus colegas observam que os elétrons em materiais em um estado de não equilíbrio não se comportam necessariamente da mesma maneira que os materiais em equilíbrio, o que pode afetar os resultados experimentais.

"Temos um conhecimento muito bom da física do equilíbrio e é nisso que depende a maior parte do nosso conhecimento da física do não equilíbrio, "Kemper diz." Essencialmente, os físicos têm usado técnicas de análise de equilíbrio para analisar dados experimentais de materiais fora de equilíbrio. Mas nos perguntamos se essas técnicas deveriam funcionar em casos de não equilíbrio. Então, nós testamos e descobrimos que a maioria das suposições realizadas anteriormente não funcionam geralmente - elas ainda podem funcionar em alguns casos específicos, mas nem todos."

Por que isso acontece? Tem a ver com a maneira pela qual os elétrons em um material em equilíbrio relaxam de um estado excitado versus a maneira como aqueles em um material não equilibrado relaxam de volta ao seu estado de equilíbrio, que é o que é medido em experimentos no domínio do tempo.

"Quando você observa um elétron em um sistema que está em equilíbrio, para cada movimento que faz em uma direção, faz outro na direção oposta, "Kemper diz." Pense nisso como dois pequenos baldes, tudo o que entra em um é igual ao valor que sai do outro. Mas quando você desequilibra o sistema, a rede dentro e fora não é mais a mesma. Quando esse sistema retorna ao equilíbrio, os átomos e elétrons podem estar em diferentes estados, que afetará as interações e, portanto, as observações resultantes. "

Kemper e seus colegas analisaram quatro diferentes suposições comumente aceitas sobre o comportamento de materiais de equilíbrio, e demonstrou como os materiais em estados de não equilíbrio podem se comportar de maneira diferente. Kemper espera que seu trabalho ajude outros físicos que estudam materiais fora do estado de equilíbrio a considerarem essas diferenças em seus cálculos e medições.

"A ideia de que esses sistemas se comportam de maneira diferente não é nova, mas [este ponto de vista] não foi realmente quantificado ou anotado em qualquer lugar, "Kemper diz." A física do não-equilíbrio é um campo em crescimento e esperamos ter fornecido alguns princípios gerais a serem seguidos quando os pesquisadores trabalharem com esses sistemas. "