Trærnes gylne høstløvverk lyste sterkt. Kveldssolens stråler berørte de tynne toppene. Lyset brøt gjennom grenene og iscenesatte et skue av bisarre skikkelser som flimret på veggen til universitetets "kapterka".
Sir Hamiltons ettertenksomme blikk gled sakte mens han så på spillet av chiaroscuro. I hodet til den irske matematikeren var det en ekte smeltedigel av tanker, ideer og konklusjoner. Han var godt klar over at forklaringen på mange fenomener ved hjelp av newtonsk mekanikk er som skyggespillet på veggen, som på villedende måte fletter figurer sammen og lar mange spørsmål stå ubesvarte. "Kanskje det er en bølge … eller kanskje det er en strøm av partikler," lurte forskeren, "eller lys er en manifestasjon av begge fenomenene. Som figurer vevd av skygge og lys.»
Begynnelsen på kvantefysikk
Det er interessant å se flotte mennesker og prøve å forstå hvordan gode ideer blir født som endrer hele menneskehetens utvikling. Hamilton er en av dem som sto for opprinnelsen til kvantefysikk. Femti år senere, på begynnelsen av det tjuende århundre, var mange forskere engasjert i studiet av elementærpartikler. Kunnskapen som ble oppnådd var inkonsekvent og ukompilert. De første vaklende skrittene ble imidlertid tatt.
Forstå mikroverdenen på begynnelsen av 1900-tallet
I 1901 ble den første modellen av atomet presentert, og dens feil ble vist, sett fra vanlig elektrodynamikk. I samme periode publiserte Max Planck og Niels Bohr mange arbeider om atomets natur. Til tross for deres møysommelige arbeid, var det ingen fullstendig forståelse av atomets struktur.
Noen år senere, i 1905, publiserte en lite kjent tysk vitenskapsmann Albert Einstein en rapport om muligheten for eksistensen av et lyskvante i to tilstander - bølge og korpuskulær (partikler). I arbeidet hans ble det gitt argumenter som forklarer årsaken til at modellen mislyktes. Einsteins visjon var imidlertid begrenset av den gamle forståelsen av atommodellen.
Etter tallrike arbeider av Niels Bohr og hans kolleger i 1925, ble en ny retning født - en slags kvantemekanikk. Et vanlig uttrykk - "kvantemekanikk" dukket opp tretti år senere.
Hva vet vi om quanta og deres særheter?
I dag har kvantefysikken gått langt nok. Mange forskjellige fenomener har blitt oppdaget. Men hva vet vi egentlig? Svaret presenteres av en moderne vitenskapsmann. «Man kan enten tro på kvantefysikk eller ikke forstå det», er Richard Feynmans definisjon. Tenk på det selv. Det vil være tilstrekkelig å nevne et slikt fenomen som kvantesammenfiltring av partikler. Dette fenomenet har kastet den vitenskapelige verden inn i en posisjon av fullstendig forvirring. Enda mer sjokkvar at det resulterende paradokset er uforenlig med lovene til Newton og Einstein.
For første gang ble effekten av kvantesammenfiltring av fotoner diskutert i 1927 på den femte Solvay-kongressen. En heftig krangel oppsto mellom Niels Bohr og Einstein. Paradokset med kvanteforviklinger har fullstendig endret forståelsen av essensen av den materielle verden.
Det er kjent at alle legemer består av elementærpartikler. Følgelig gjenspeiles alle fenomenene innen kvantemekanikk i den vanlige verden. Niels Bohr sa at hvis vi ikke ser på månen, så eksisterer den ikke. Einstein anså dette som urimelig og mente at objektet eksisterer uavhengig av observatøren.
Når man studerer problemene med kvantemekanikk, bør man forstå at dens mekanismer og lover henger sammen og ikke adlyder klassisk fysikk. La oss prøve å forstå det mest kontroversielle området - kvantesammenfiltringen av partikler.
Quantum Entanglement Theory
Til å begynne med er det verdt å forstå at kvantefysikk er som en bunnløs brønn der alt kan finnes. Fenomenet kvanteforviklinger ved begynnelsen av forrige århundre ble studert av Einstein, Bohr, Maxwell, Boyle, Bell, Planck og mange andre fysikere. Gjennom det tjuende århundre har tusenvis av forskere over hele verden aktivt studert det og eksperimentert.
Verden er underlagt fysikkens strenge lover
Hvorfor er det slik interesse for kvantemekanikkens paradokser? Alt er veldig enkelt: vi lever og adlyder visse lover i den fysiske verden. Evnen til å "omgå" predestinasjon åpner en magisk dør, bortenforhvor alt blir mulig. For eksempel fører konseptet "Schrödingers katt" til kontroll av materie. Det vil også bli mulig å teleportere informasjon, noe som forårsaker kvanteforviklinger. Overføringen av informasjon vil bli øyeblikkelig, uavhengig av avstand. Denne saken er fortsatt under utredning, men har en positiv trend.
Analogi og forståelse
Hva er det unike med kvanteforviklinger, hvordan forstå det og hva skjer med det? La oss prøve å finne ut av det. Dette vil kreve litt tankeeksperiment. Tenk deg at du har to bokser i hendene. Hver av dem inneholder en ball med en stripe. Nå gir vi en boks til astronauten, og han flyr til Mars. Så snart du åpner boksen og ser at stripen på ballen er horisontal, så vil ballen i den andre boksen automatisk ha en vertikal stripe. Dette vil være kvanteforviklinger uttrykt i enkle ord: ett objekt forhåndsbestemmer posisjonen til et annet.
Det skal imidlertid forstås at dette kun er en overfladisk forklaring. For å få kvantesammenfiltring er det nødvendig at partiklene har samme opphav, som tvillinger.
Det er veldig viktig å forstå at eksperimentet vil bli forstyrret hvis noen før deg hadde muligheten til å se på minst ett av objektene.
Hvor kan kvanteforviklinger brukes?
Prinsippet om kvanteforviklinger kan brukes til å overføre informasjon over lange avstanderumiddelbart. En slik konklusjon strider mot Einsteins relativitetsteori. Den sier at maksimal bevegelseshastighet bare er iboende i lys - tre hundre tusen kilometer per sekund. Denne overføringen av informasjon gjør det mulig for fysisk teleportering å eksistere.
Alt i verden er informasjon, inkludert materie. Kvantefysikere kom til denne konklusjonen. I 2008, basert på en teoretisk database, var det mulig å se kvanteforviklinger med det blotte øye.
Dette tyder nok en gang på at vi er på randen av store funn – beveger oss i rom og tid. Tiden i universet er diskret, så øyeblikkelig bevegelse over store avstander gjør det mulig å komme inn i forskjellige tidstettheter (basert på hypotesene til Einstein, Bohr). Kanskje i fremtiden vil det være en realitet akkurat som mobiltelefonen er i dag.
Etherdynamics and quantumentanglement
I følge noen ledende forskere forklares kvanteforviklinger med at rommet er fylt med en slags eter - svart materie. Enhver elementær partikkel, som vi vet, eksisterer i form av en bølge og en korpuskel (partikkel). Noen forskere tror at alle partikler er på "lerretet" av mørk energi. Dette er ikke lett å forstå. La oss prøve å finne ut av det på en annen måte – assosiasjonsmetoden.
Se for deg selv på stranden. Lett bris og lett bris. Ser du bølgene? Og et sted i det fjerne, i refleksjonene av solstrålene, er en seilbåt synlig.
Skipet vil være vår elementære partikkel, og havet vil være eter (mørkt)energi). Havet kan være i bevegelse i form av synlige bølger og vanndråper. På samme måte kan alle elementærpartikler bare være et hav (dets integrerte del) eller en separat partikkel - en dråpe.
Dette er et forenklet eksempel, alt er litt mer komplisert. Partikler uten tilstedeværelse av en observatør er i form av en bølge og har ingen fast plassering.
Hvit seilbåt er en fremtredende gjenstand, den skiller seg fra overflaten og strukturen til vannet i havet. På samme måte er det "topper" i energihavet som vi kan oppfatte som manifestasjoner av krefter kjent for oss som har formet den materielle delen av verden.
Microworld lever etter sine egne lover
Prinsippet om kvantesammenfiltring kan forstås hvis vi tar hensyn til at elementærpartikler er i form av bølger. Uten en bestemt plassering og egenskaper er begge partiklene i et hav av energi. I det øyeblikket observatøren dukker opp, "forvandles" bølgen til et objekt som er tilgjengelig for berøring. Den andre partikkelen, som observerer likevektssystemet, får motsatte egenskaper.
Den beskrevne artikkelen er ikke rettet mot omfattende vitenskapelige beskrivelser av kvanteverdenen. Evnen til en vanlig person til å forstå er basert på tilgjengeligheten til å forstå materialet som presenteres.
Partikkelfysikk studerer sammenfiltringen av kvantetilstander basert på spinn (rotasjon) av en elementærpartikkel.
Vitenskapelig språk (forenklet) - kvantesammenfiltring er definert av forskjellige spinn. PÅI prosessen med å observere objekter så forskerne at det bare kan være to spinn - langs og på tvers. Merkelig nok, i andre posisjoner "poserer" ikke partiklene for observatøren.
Ny hypotese - et nytt syn på verden
Studien av mikrokosmos - rommet til elementærpartikler - ga opphav til mange hypoteser og antakelser. Effekten av kvanteforviklinger fikk forskere til å tenke på eksistensen av en slags kvantemikrogitter. Etter deres mening er det et kvante ved hver node - skjæringspunktet. All energi er et integrert gitter, og manifestasjon og bevegelse av partikler er bare mulig gjennom gitterets noder.
Størrelsen på "vinduet" til et slikt gitter er ganske lite, og måling av moderne utstyr er umulig. Men for å bekrefte eller avkrefte denne hypotesen, bestemte forskere seg for å studere bevegelsen til fotoner i et romlig kvantegitter. Poenget er at et foton kan bevege seg enten rett eller i sikksakk – langs diagonalen til gitteret. I det andre tilfellet, etter å ha overvunnet en større avstand, vil han bruke mer energi. Følgelig vil det være forskjellig fra et foton som beveger seg i en rett linje.
Kanskje med tiden vil vi lære at vi lever i et romlig kvantenett. Eller denne antagelsen kan være feil. Det er imidlertid prinsippet om kvantesammenfiltring som indikerer muligheten for at det finnes et gitter.
I enkle ord, i en hypotetisk romlig "kube" har definisjonen av det ene ansiktet en klar motsatt betydning av det andre. Dette er prinsippet om å bevare romstrukturen -tid.
Epilog
For å forstå kvantefysikkens magiske og mystiske verden, er det verdt å se nærmere på vitenskapens gang de siste fem hundre årene. Det pleide å være at jorden var flat, ikke sfærisk. Årsaken er åpenbar: hvis du tar formen som en runde, vil vann og folk ikke være i stand til å motstå.
Som vi kan se, eksisterte problemet i fravær av en fullstendig visjon av alle de handlende kreftene. Det er mulig at moderne vitenskap mangler en visjon om alle handlende krefter for å forstå kvantefysikk. Visjonshull gir opphav til et system av motsetninger og paradokser. Kanskje kvantemekanikkens magiske verden inneholder svarene på disse spørsmålene.
