Pogmatwanie kwantowe: teoria, zasada, efekt
Złote jesienne liście drzew lśniły jaskrawo. Promienie wieczornego słońca dotknęły rozrzedzonych szczytów. Światło przedzierało się przez gałęzie i ustawiało dziwaczne postacie migoczące na ścianie uniwersyteckiej "kapterki".
Sir Hamilton zamartwia się powolizsunął się, oglądając grę światłocienia. W głowie irlandzkiego matematyka istniał prawdziwy tygiel myśli, pomysłów i wniosków. Zdawał sobie sprawę, że wyjaśnienie wielu zjawisk za pomocą mechaniki Newtona jest jak gra cieni na ścianie, zwodniczo tkackie postaci i pozostawiające wiele pytań bez odpowiedzi. "Być może jest to fala ... a może strumień cząsteczek" - stwierdził naukowiec - "lub światło jest przejawem obu zjawisk. Jak postacie utkane z cienia i światła. "
Początek fizyki kwantowej
Ciekawie jest oglądać wspaniałych ludzi i próbowaćuświadomić sobie, jak rodzą się wielkie idee, które zmieniają bieg ewolucji całej ludzkości. Hamilton jest jednym z tych, którzy stali w początkach narodzin fizyki kwantowej. Pięćdziesiąt lat później, na początku XX wieku, wielu naukowców studiowało badania cząstek elementarnych. Otrzymana wiedza była sprzeczna i nieskompilowana. Jednak pierwsze chwiejne kroki zostały podjęte.
Zrozumienie mikrokosmosu na początku XX wieku
W 1901 r. Przedstawiono pierwszy model atomui jego niespójność jest pokazana z punktu widzenia zwykłej elektrodynamiki. W tym samym okresie Max Planck i Niels Bohr publikują wiele prac dotyczących natury atomu. Pomimo ich żmudnej pracy, nie było pełnego zrozumienia struktury atomu.
Kilka lat później, w 1905 roku, mało znanyNiemiecki naukowiec Albert Einstein opublikował raport o możliwym istnieniu kwantu świetlnego w dwóch stanach - fali i cząstki (cząstki). W jego pracy podano argumenty wyjaśniające przyczynę niewypłacalności modelu. Jednak wizja Einsteina była ograniczona do dawnego rozumienia modelu atomu.
Po licznych pracach Nielsa Bohra i jegokoledzy w 1925 roku narodził się nowy kierunek - rodzaj mechaniki kwantowej. Powszechny wyraz - "mechanika kwantowa" pojawił się po trzydziestu latach.
Co wiemy o kwantach i ich dziwactwach?
Dzisiaj wystarczy fizyka kwantowadaleko Otwórz wiele różnych zjawisk. Ale co tak naprawdę wiemy? Odpowiedź jest przedstawiana przez jednego naukowca naszych czasów. "Można albo wierzyć w fizykę kwantową, albo jej nie rozumieć" to definicja Richarda Feynmana. Pomyśl o tym sam. Wystarczy wspomnieć o zjawisku kwantowego splątania cząstek. Zjawisko to pogrążyło naukowy świat w pozycji kompletnego oszołomienia. Jeszcze większym szokiem było to, że powstały paradoks jest niezgodny z prawami Newtona i Einsteina.
Po raz pierwszy efekt kwantowego splątania fotonówzostał omówiony w 1927 r. na piątym kongresie Solvay. Między Nielsem Bohrem a Einsteinem padł gorący spór. Paradoks zamieszania kwantowego całkowicie zmienił rozumienie istoty materialnego świata.
Wiadomo, że wszystkie ciała składają się z elementów elementarnychcząsteczki. W związku z tym wszystkie zjawiska mechaniki kwantowej znajdują odzwierciedlenie w zwykłym świecie. Niels Bohr powiedział, że jeśli nie spojrzymy na księżyc, to nie istnieje. Einstein uważał to za nieuzasadnione i uważał, że obiekt istnieje niezależnie od obserwatora.
Podczas studiowania problemy mechaniki kwantowej powinnyzrozumcie, że jego mechanizmy i prawa są ze sobą powiązane i nie przestrzegają klasycznej fizyki. Spróbujmy zrozumieć najbardziej kontrowersyjny obszar - kwantowe splątanie cząstek.
Kwantowa teoria splątania
Na początek warto zrozumieć fizykę kwantowąjak studnia bez dna, gdzie można znaleźć cokolwiek. Zjawisko splątania kwantowego na początku ubiegłego wieku badali Einstein, Bohr, Maxwell, Boyle, Bell, Planck i wielu innych fizyków. Przez cały XX wiek tysiące naukowców aktywnie studiowało to i eksperymentowało na całym świecie.
Świat podlega ścisłym prawom fizyki.
Dlaczego takie zainteresowanie paradoksami kwantowymimechanika? Wszystko jest bardzo proste: żyjemy w posłuszeństwie pewnym prawom fizycznego świata. Zdolność do ominięcia predestynacji otwiera magiczne drzwi, za którymi wszystko staje się możliwe. Na przykład koncepcja "Schrödinger Kota" prowadzi do kontroli materii. Będzie również możliwe teleportowanie informacji, które są spowodowane splątaniem kwantowym. Przekazywanie informacji będzie natychmiastowe, niezależnie od odległości.
To pytanie wciąż jest przedmiotem badań, ale ma pozytywny trend.
Analogia i zrozumienie
Co jest wyjątkowego w splątaniu kwantowym, jak to jestzrozumieć i co się z tym dzieje? Spróbujmy to rozgryźć. Do tego trzeba przeprowadzić rodzaj eksperymentu myślowego. Wyobraź sobie posiadanie dwóch pudeł w twoich rękach. W każdym z nich leży jedna kulka z paskiem. Teraz dajemy kosmodromu jedno pudełko, a on leci na Marsa. Jak tylko otworzysz pudełko i zobaczysz, że pasek na kuli jest poziomy, to w innym pudełku piłka automatycznie będzie miała pionowy pasek. Będzie to splątanie kwantowe w prostych słowach: jeden obiekt określa położenie drugiego.
Należy jednak rozumieć, że jest to tylko powierzchowne wyjaśnienie. Aby uzyskać splątanie kwantowe, konieczne jest, aby cząstki miały takie samo pochodzenie, jak bliźnięta.
Gdzie można zastosować zamieszanie kwantowe?
Może to być zasada kwantowego splątaniasłuży do natychmiastowego przesyłania informacji na duże odległości. Taki wniosek jest sprzeczny z teorią względności Einsteina. Stwierdza, że maksymalna prędkość ruchu jest nieodłączna tylko w świetle - trzysta tysięcy kilometrów na sekundę. Takie przekazanie informacji umożliwia fizyczną teleportację.
Wszystko na świecie - informacje, w tym materia. Taki jest wniosek osiągnięty przez fizyków kwantowych. W 2008 roku, na podstawie teoretycznej bazy danych, udało nam się zobaczyć gołym okiem w kwantowym pomieszaniu.
Ether Dynamics and Quantum Entanglement
Według niektórych czołowych naukowców, kwantuzamieszanie tłumaczy się tym, że przestrzeń wypełnia się pewną eteryczną - czarną materią. Jak wiemy, jakakolwiek cząstka elementarna występuje w postaci fali i ciałek (cząstek). Niektórzy naukowcy uważają, że wszystkie cząsteczki są na "płótnie" ciemnej energii. Zrozumienie tego nie jest łatwe. Spróbujmy to rozgryźć w inny sposób - metodę asocjacyjną.
Wyobraź sobie siebie nad morzem. Lekka bryza i delikatny wiatr. Widzisz fale? A gdzieś w oddali, w odbiciach promieni słońca, widać żaglówkę.
Statek będzie naszą cząstką elementarną, a morze - eter (ciemna energia).
Morze może być w ruchu w postaci widocznejfale i krople wody. W ten sam sposób wszystkie cząstki elementarne mogą być po prostu morzem (jego integralną częścią) lub oddzielną cząstką - kroplą.
Jest to uproszczony przykład, wszystko jest nieco bardziej skomplikowane. Cząstki bez obecności obserwatora mają postać fali i nie mają określonej lokalizacji.
Mikroświat żyje według własnych praw
Zasada splątania kwantowego może być zrozumiana, jeśliwziąć pod uwagę fakt, że cząstki elementarne mają postać fal. Nie mając określonej lokalizacji i cech, obie cząstki znajdują się w oceanie energii. W momencie pojawienia się obserwatora fala "zamienia się" w obiekt dostępny do dotknięcia. Druga cząstka, obserwując układ równowagi, uzyskuje właściwości przeciwne.
Opisany artykuł nie ma na celu obszernych naukowych opisów świata kwantowego. Możliwość zrozumienia zwykłej osoby opiera się na dostępności zrozumienia prezentowanego materiału.
Fizyka cząstek elementarnych bada splątanie stanów kwantowych na podstawie spinu (obrotu) cząstki elementarnej.
Nowa hipoteza - nowy światopogląd
Badanie mikrokosmosu - przestrzeń elementarnacząstki - dały początek wielu hipotezom i założeniom. Efekt splątania kwantowego skłonił naukowców do idei istnienia pewnego rodzaju mikroskopu kwantowego. Według nich w każdym węźle - punkcie przecięcia - jest kwant. Cała energia jest integralną siatką, a manifestacja i ruch cząsteczek jest możliwy tylko poprzez miejsca sieci.
Rozmiar "okna" takiej siatki jest wystarczająco mały, orazpomiar przez nowoczesny sprzęt jest niemożliwy. Aby jednak potwierdzić lub obalić tę hipotezę, naukowcy postanowili zbadać ruch fotonów w przestrzennej sieci kwantowej. Najważniejsze jest to, że foton może poruszać się bezpośrednio lub w zygzakach - wzdłuż przekątnej siatki. W drugim przypadku, pokonując większą odległość, wyda więcej energii. W związku z tym będzie się on różnić od fotonu poruszającego się po linii prostej.
Być może z czasem dowiemy się, że żyjemyprzestrzenna sieć kwantowa. Lub to założenie może być błędne. Jednak to właśnie zasada kwantowego splątania wskazuje na możliwość istnienia kraty.
Epilog
Aby zrozumieć magiczny i tajemniczy światfizyki kwantowej, warto przyjrzeć się rozwojowi nauki w ciągu ostatnich pięciuset lat. Kiedyś uważano, że Ziemia była płaska, a nie sferyczna. Powód jest oczywisty: jeśli weźmiesz kształt, woda i ludzie nie będą w stanie się oprzeć.
Jak widać, problem istniał pod nieobecnośćpełna wizja wszystkich istniejących sił. Jest możliwe, że współczesna nauka nie ma wizji wszystkich działających sił dla zrozumienia fizyki kwantowej. Luki widzenia prowadzą do systemu sprzeczności i paradoksów. Być może magiczny świat mechaniki kwantowej zawiera odpowiedzi na postawione pytania.
