Κβαντική εμπλοκή: θεωρία, αρχή, αποτέλεσμα
Το χρυσό φθινόπωρο φύλλωμα των δέντρων έλαμψε λαμπρά. Οι ακτίνες του ηλιόλουστου ηλίου άγγιξαν τις λεπτές κορυφές. Το φως διέσχισε τα κλαδιά και κανόνισε μια παράσταση από παράξενες φιγούρες που τρεμοπαίζουν στον τοίχο του πανεπιστημίου "kapterka".
Ο στρατιωτικός κοιτάζει ο Sir Hamilton αργάγλίστρησε, παρακολουθώντας το παιχνίδι του βεροσκούρου. Στο κεφάλι του Ιρλανδού μαθηματικού υπήρχε ένα πραγματικό λιωμένο δοχείο σκέψεων, ιδεών και συμπερασμάτων. Γνώριζε καλά ότι η εξήγηση πολλών φαινομένων με τη βοήθεια της Νευτώνειας μηχανικής είναι σαν το παιχνίδι σκιών στον τοίχο, παραπλανητικά υφαντά και αφήνοντας πολλά ερωτήματα αναπάντητα. «Ίσως είναι ένα κύμα ... ή ίσως ένα ρεύμα σωματιδίων», τονίζει ο επιστήμονας, «ή το φως είναι μια εκδήλωση και των δύο φαινομένων. Όπως εικόνες που υφαίνονται από τη σκιά και το φως. "
Η αρχή της κβαντικής φυσικής
Είναι ενδιαφέρον να παρακολουθήσετε σπουδαίους ανθρώπους και να δοκιμάσετενα συνειδητοποιήσουμε πόσο μεγάλες ιδέες γεννιούνται οι οποίες αλλάζουν την πορεία της εξέλιξης όλης της ανθρωπότητας. Ο Χάμιλτον είναι ένας από εκείνους που βρισκόταν στην αιτία της γέννησης της κβαντικής φυσικής. Πενήντα χρόνια αργότερα, στις αρχές του εικοστού αιώνα, πολλοί επιστήμονες μελέτησαν τη μελέτη των στοιχειωδών σωματιδίων. Η λαμβανόμενη γνώση ήταν αντιφατική και ασύνδετη. Ωστόσο, λήφθηκαν τα πρώτα αστραφτερά βήματα.
Κατανοώντας τον μικρόκοσμο στις αρχές του εικοστού αιώνα
Το 1901 παρουσιάστηκε το πρώτο μοντέλο του ατόμουκαι η ασυνέπεια της φαίνεται από την άποψη της συνηθισμένης ηλεκτροδυναμικής. Την ίδια περίοδο, ο Max Planck και ο Niels Bohr δημοσιεύουν πολλά έργα σχετικά με τη φύση του ατόμου. Παρά την επιμελή εργασία τους, δεν υπήρχε πλήρης κατανόηση της δομής του ατόμου.
Λίγα χρόνια αργότερα, το 1905, ελάχιστα γνωστάΟ Γερμανός επιστήμονας Albert Einstein δημοσίευσε μια έκθεση σχετικά με την πιθανή ύπαρξη ενός ελαφρού κβαντικού σε δύο καταστάσεις - κύμα και σωματίδια (σωματίδια). Στο έργο του δόθηκαν επιχειρήματα που εξηγούσαν τον λόγο της αφερεγγυότητας του μοντέλου. Ωστόσο, το όραμα του Αϊνστάιν περιοριζόταν στην παλιά κατανόηση του μοντέλου του ατόμου.
Μετά από πολλά έργα του Niels Bohr και τουσυναδέλφους το 1925 γεννήθηκε μια νέα κατεύθυνση - ένα είδος κβαντομηχανικής. Μια εκτεταμένη έκφραση - «κβαντική μηχανική» εμφανίστηκε μετά από τριάντα χρόνια.
Τι γνωρίζουμε για τα quanta και τα quirks τους;
Μέχρι σήμερα, η κβαντική φυσική έχει φτάσει αρκετά μακριάμακριά. Πολλά διαφορετικά φαινόμενα είναι ανοικτά. Αλλά τι πραγματικά γνωρίζουμε; Η απάντηση παρουσιάζεται από έναν σύγχρονο επιστήμονα. "Στην κβαντική φυσική, μπορεί κανείς να πιστέψει, ή δεν το καταλαβαίνει" - αυτός είναι ο ορισμός του Richard Feynman. Σκεφτείτε το για τον εαυτό σας. Αρκεί να αναφέρουμε το φαινόμενο της κβαντικής εμπλοκής σωματιδίων. Αυτό το φαινόμενο έχει βυθίσει τον επιστημονικό κόσμο σε μια κατάσταση πλήρους αμηχανίας. Ένα άλλο μεγάλο σοκ ήταν ότι το αναδυόμενο παράδοξο είναι ασυμβίβαστο με τους νόμους του Νεύτωνα και του Αϊνστάιν.
Η επίδραση της κβαντικής εμπλοκής των φωτονίωνσυζητήθηκε το 1927 στο πέμπτο Συνέδριο Solvay. Μεταξύ του Niels Bohr και του Αϊνστάιν προέκυψε ένα θερμό επιχείρημα. Το παράδοξο της κβαντικής σύγχυσης άλλαξε εντελώς την κατανόηση της ουσίας του υλικού κόσμου.
Είναι γνωστό ότι όλα τα σώματα αποτελούνται από στοιχειώδησωματίδια. Κατά συνέπεια, όλα τα φαινόμενα της κβαντικής μηχανικής αντικατοπτρίζονται στον κοινό κόσμο. Ο Niels Bohr είπε ότι αν δεν δούμε τη Σελήνη, τότε δεν υπάρχει. Ο Αϊνστάιν το θεωρούσε παράλογο και πίστευε ότι το αντικείμενο υπάρχει ανεξάρτητα από τον παρατηρητή.
Κατά τη μελέτη των προβλημάτων της κβαντικής μηχανικής, αυτό έπεταικαταλάβετε ότι οι μηχανισμοί και οι νόμοι της είναι αλληλένδετοι και δεν υπακούουν στην κλασική φυσική. Ας προσπαθήσουμε να καταλάβουμε την πιο αντιφατική περιοχή - την κβαντική εμπλοκή των σωματιδίων.
Η θεωρία της κβαντικής εμπλοκής
Αρχικά, αξίζει να καταλάβουμε ότι η κβαντική φυσικήσαν ένα απύθμενο πηγάδι, στο οποίο μπορείτε να βρείτε τίποτα. Το φαινόμενο της κβαντικής εμπλοκής στις αρχές του περασμένου αιώνα μελετήθηκε από τον Αϊνστάιν, τον Bohr, τον Maxwell, τον Boyle, τον Bell, τον Planck και πολλούς άλλους φυσικούς. Κατά τη διάρκεια του εικοστού αιώνα σε όλο τον κόσμο, μελέτησε ενεργά και πειραματίστηκε χιλιάδες επιστήμονες.
Ο κόσμος υπόκειται στους αυστηρούς νόμους της φυσικής
Γιατί ένα τέτοιο ενδιαφέρον για τα παράδοξα του κβαντικούμηχανική; Είναι πολύ απλό: ζούμε υπακούοντας σε ορισμένους νόμους του φυσικού κόσμου. Η δυνατότητα να "παρακάμψει" τον προορισμό ανοίγει τη μαγική πόρτα, πέρα από την οποία όλα γίνονται δυνατά. Για παράδειγμα, η έννοια της "γάτας Schrodinger" οδηγεί στη διαχείριση της ύλης. Θα είναι επίσης δυνατή η τηλεμεταφορά πληροφοριών, η οποία προκαλεί κβαντική εμπλοκή. Η μετάδοση πληροφοριών θα είναι στιγμιαία, ανεξάρτητα από την απόσταση.
Το θέμα αυτό εξακολουθεί να βρίσκεται υπό μελέτη, αλλά έχει θετική τάση.
Αναλογία και κατανόηση
Αυτό που είναι μοναδικό για την κβαντική εμπλοκή, όπως το δικό τηςκαταλαβαίνετε και τι συμβαίνει σε αυτή την περίπτωση; Ας προσπαθήσουμε να καταλάβουμε. Για να γίνει αυτό, πρέπει να διεξάγετε ένα είδος ψυχικής εμπειρίας. Φανταστείτε ότι έχετε δύο κουτιά στα χέρια σας. Σε κάθε ένα από αυτά βρίσκεται μια μπάλα με μια λωρίδα. Τώρα δίνουμε ένα κουτί στον κοσμοναύτη και πετάει στον Άρη. Μόλις ανοίξετε το κιβώτιο και δείτε ότι η λωρίδα στην μπάλα είναι οριζόντια, στο άλλο κουτί η μπάλα θα έχει αυτόματα μια κάθετη λωρίδα. Αυτό θα είναι κβαντική εμπλοκή με απλά λόγια που εκφράζονται: ένα αντικείμενο προκαθορίζει τη θέση του άλλου.
Ωστόσο, πρέπει να γίνει κατανοητό ότι πρόκειται μόνο για μια επιφανειακή εξήγηση. Προκειμένου να επιτευχθεί η κβαντική εμπλοκή, είναι απαραίτητο τα σωματίδια να έχουν την ίδια προέλευση, όπως τα δίδυμα.
Πού μπορεί να χρησιμοποιηθεί η κβαντική σύγχυση;
Η αρχή της κβαντικής εμπλοκής μπορεί να είναιΧρησιμοποιείται για την άμεση μετάδοση πληροφοριών σε μεγάλες αποστάσεις. Ένα τέτοιο συμπέρασμα έρχεται σε αντίθεση με τη θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν. Λέει ότι η μέγιστη ταχύτητα μετατόπισης είναι εγγενής μόνο στο φως - τριακόσια χιλιάδες χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο. Αυτή η μεταφορά πληροφοριών επιτρέπει την ύπαρξη φυσικής τηλεμεταφοράς.
Τα πάντα στον κόσμο είναι πληροφορίες, συμπεριλαμβανομένης της ύλης. Αυτό το συμπέρασμα επιτεύχθηκε από τους κβαντικούς φυσικούς. Το 2008, με βάση μια θεωρητική βάση δεδομένων, ήταν δυνατό να παρατηρηθεί κβαντική σύγχυση με το άσκοπο μάτι.
Ετεροδυναμική και κβαντική εμπλοκή
Σύμφωνα με μερικούς κορυφαίους επιστήμονες, το κβαντικόη σύγχυση εξηγείται από το γεγονός ότι ο χώρος είναι γεμάτος με κάποια αιθέρα-μαύρη ύλη. Οποιοδήποτε στοιχειώδες σωματίδιο, όπως γνωρίζουμε, βρίσκεται υπό μορφή κυμάτων και σωματιδίων (σωματιδίων). Μερικοί επιστήμονες πιστεύουν ότι όλα τα σωματίδια βρίσκονται στον «καμβά» της σκοτεινής ενέργειας. Δεν είναι εύκολο να καταλάβουμε. Ας προσπαθήσουμε να καταλάβουμε έναν άλλο τρόπο - τον τρόπο σύνδεσης.
Φανταστείτε τον εαυτό σας στην παραλία. Ένα ελαφρύ αεράκι και ένα αχνό πνοή του ανέμου. Βλέπετε τα κύματα; Και κάπου στην απόσταση, στην αντανάκλαση των ακτίνων του ήλιου, είναι ορατό ένα ιστιοφόρο.
Το πλοίο θα είναι το στοιχειώδες σωματίδιο μας και η θάλασσα θα είναι ένας αιθέρας (σκοτεινή ενέργεια).
Η θάλασσα μπορεί να κινείται με τη μορφή ορατώνκύματα και σταγόνες νερού. Ομοίως, όλα τα στοιχειώδη σωματίδια μπορούν απλά να είναι η θάλασσα (το αναπόσπαστο συστατικό μέρος της) ή ένα χωριστό σωματίδιο - μια σταγόνα.
Αυτό είναι ένα απλοποιημένο παράδειγμα, όλα είναι κάπως πιο περίπλοκα. Τα σωματίδια χωρίς την παρουσία παρατηρητή έχουν τη μορφή κύματος και δεν έχουν καθορισμένη θέση.
Ο μικροκύρος ζει σύμφωνα με τους δικούς του νόμους
Η αρχή της κβαντικής εμπλοκής μπορεί να γίνει κατανοητή εάνλαμβάνουν υπόψη το γεγονός ότι τα στοιχειώδη σωματίδια είναι υπό μορφή κυμάτων. Χωρίς συγκεκριμένη θέση και χαρακτηριστικά, και τα δύο σωματίδια βρίσκονται στον ωκεανό της ενέργειας. Την στιγμή της εμφάνισης του παρατηρητή, το κύμα "μετατρέπεται" σε ένα προσιτό αντικείμενο. Το δεύτερο σωματίδιο, παρατηρώντας το σύστημα ισορροπίας, αποκτά αντίθετες ιδιότητες.
Το άρθρο δεν στοχεύει στις μεγάλες επιστημονικές περιγραφές του κβαντικού κόσμου. Η δυνατότητα κατανόησης ενός συνηθισμένου ατόμου βασίζεται στη διαθεσιμότητα μιας κατανόησης του υλικού που παρουσιάζεται.
Η φυσική των στοιχειωδών σωματιδίων μελετά την εμπλοκή κβαντικών καταστάσεων με βάση την περιστροφή ενός στοιχειώδους σωματιδίου.
Μια νέα υπόθεση είναι μια νέα άποψη για τον κόσμο
Η μελέτη του μικροκοσίου - ο χώρος της στοιχειώδουςσωματίδια - έχει δημιουργήσει πολλές υποθέσεις και υποθέσεις. Η επίδραση της κβαντικής εμπλοκής ώθησε τους επιστήμονες στην ιδέα της ύπαρξης ενός κβαντικού μικρο-πλέγματος. Κατά τη γνώμη τους, σε κάθε κόμβο - το σημείο τομής - υπάρχει ένα κβαντικό. Όλη η ενέργεια είναι ένα πλήρες πλέγμα, και η εκδήλωση και η μετακίνηση σωματιδίων είναι δυνατή μόνο μέσω των σημείων πλέγματος.
Το μέγεθος του "παραθύρου" ενός τέτοιου πλέγματος είναι αρκετά μικρό, καιη μέτρηση με σύγχρονο εξοπλισμό είναι αδύνατη. Ωστόσο, για να επιβεβαιώσουν ή να διαψεύσουν αυτήν την υπόθεση, οι επιστήμονες αποφάσισαν να μελετήσουν την κίνηση των φωτονίων σε χωρική κβαντική σχάρα. Η κατώτατη γραμμή είναι ότι το φωτόνιο μπορεί να μετακινηθεί είτε απευθείας, είτε με ζιγκ-ζαγκ - κατά μήκος της διαγώνιας της σχάρας. Στη δεύτερη περίπτωση, έχοντας ξεπεράσει μια μεγάλη απόσταση, θα δαπανήσει περισσότερη ενέργεια. Συνεπώς, θα είναι διαφορετικό από ένα φωτόνιο που κινείται σε ευθεία γραμμή.
Ίσως, με το χρόνο, μαθαίνουμε ότι ζούμεχωρικό κβαντικό πλέγμα. Ή αυτή η υπόθεση μπορεί να είναι εσφαλμένη. Ωστόσο, είναι η αρχή της κβαντικής εμπλοκής που δείχνει την ύπαρξη ενός πλέγματος.
Επίλογος
Να κατανοήσουμε τον μαγικό και μυστηριώδη κόσμοκβαντική φυσική, αξίζει να εξετάσουμε προσεκτικά την εξέλιξη της επιστήμης τα τελευταία πεντακόσια χρόνια. Κάποτε ήταν ότι η Γη έχει ένα επίπεδο σχήμα, όχι ένα σφαιρικό σχήμα. Ο λόγος είναι προφανής: εάν παίρνετε το στρογγυλό σχήμα του, τότε το νερό και οι άνθρωποι δεν μπορούν να σταματήσουν.
Όπως βλέπουμε, το πρόβλημα υπήρχε απουσίαπλήρη όραση όλων των ενεργών δυνάμεων. Είναι πιθανό ότι η σύγχρονη επιστήμη δεν έχει αρκετό όραμα για όλες τις κβαντικές δυνάμεις να κατανοήσουν την κβαντική φυσική. Τα κενά στο όραμα δημιουργούν ένα σύστημα αντιφάσεων και παραδόξων. Ίσως ο μαγικός κόσμος της κβαντικής μηχανικής κρατά τις απαντήσεις στα ερωτήματα που τίθενται.
