Des chercheurs de l'Université Purdue ont réalisé les premiers tests expérimentaux de plusieurs théorèmes fondamentaux de la thermodynamique, vérifier la relation entre elles et mieux comprendre le comportement des nanoparticules en cas de fluctuation.

Au fur et à mesure qu'un système devient plus petit, les fluctuations loin de l'équilibre commencent à dominer son comportement. Cela rend les données d'expériences dans de petits systèmes, tels que les moteurs moléculaires biologiques et les aimants nanométriques, désordonné et difficile à comprendre. Les théorèmes de fluctuation aident les chercheurs à comprendre les fluctuations de ces systèmes.

Les théorèmes de fluctuation sont des raffinements de la deuxième loi de la thermodynamique, qui déclare que toutes sortes d'énergie dans le monde matériel se dispersent si on ne l'empêche pas de le faire.

Une équipe de chercheurs de Purdue et de l'Université de Pékin, dirigé par Tongcang Li, professeur assistant de physique et d'astronomie à Purdue, testé le théorème de fluctuation différentielle pour la production de travail et plusieurs autres théorèmes. Ils ont fait léviter une nanoparticule dans une chambre à vide avec un laser, à l'aide d'une petite pince à épiler optique pour mesurer la position et la vitesse instantanées. Ce mécanisme leur permet de piéger la nanoparticule dans l'air en continu pendant des semaines ou des mois et d'acquérir de grands ensembles de données.

La recherche a été publiée dans Lettres d'examen physique .