Die goue herfsblare van die bome het helder geskyn. Die strale van die aandson het die uitgedunde toppe aangeraak. Die lig het deur die takke gebreek en 'n skouspel van bisarre figure opgevoer wat teen die muur van die universiteit "kapterka" flikker.
Sir Hamilton se bedagsame blik het stadig gegly, terwyl hy na die spel van chiaroscuro kyk. In die kop van die Ierse wiskundige was daar 'n ware smeltkroes van gedagtes, idees en gevolgtrekkings. Hy was deeglik bewus daarvan dat die verduideliking van baie verskynsels met behulp van Newtoniaanse meganika soos die spel van skaduwees op die muur is, wat figure bedrieglik vervleg en baie vrae onbeantwoord laat. "Miskien is dit 'n golf … of miskien is dit 'n stroom deeltjies," het die wetenskaplike mymerer, "of lig is 'n manifestasie van beide verskynsels. Soos figure geweef uit skaduwee en lig.”
Die begin van kwantumfisika
Dit is interessant om na wonderlike mense te kyk en te probeer verstaan hoe wonderlike idees gebore word wat die verloop van evolusie van die hele mensdom verander. Hamilton is een van diegene wat by die oorsprong van kwantumfisika gestaan het. Vyftig jaar later, aan die begin van die twintigste eeu, was baie wetenskaplikes besig met die studie van elementêre deeltjies. Die kennis wat opgedoen is, was inkonsekwent en onsaamgestel. Die eerste wankelrige treë is egter geneem.
Verstaan die mikrowêreld aan die begin van die 20ste eeu
In 1901 is die eerste model van die atoom aangebied en die mislukking daarvan is getoon, vanuit die oogpunt van gewone elektrodinamika. Gedurende dieselfde tydperk het Max Planck en Niels Bohr baie werke oor die aard van die atoom gepubliseer. Ten spyte van hul moeisame werk, was daar geen volledige begrip van die struktuur van die atoom nie.
'n Paar jaar later, in 1905, het 'n onbekende Duitse wetenskaplike Albert Einstein 'n verslag gepubliseer oor die moontlikheid van die bestaan van 'n ligkwantum in twee toestande - golf en korpuskulêr (deeltjies). In sy werk is argumente gegee wat die rede vir die mislukking van die model verduidelik. Einstein se visie was egter beperk deur die ou begrip van die model van die atoom.
Ná talle werke deur Niels Bohr en sy kollegas in 1925, is 'n nuwe rigting gebore - 'n soort kwantummeganika. 'n Algemene uitdrukking - "kwantummeganika" het dertig jaar later verskyn.
Wat weet ons van kwanta en hul eienaardighede?
Vandag het kwantumfisika ver genoeg gegaan. Baie verskillende verskynsels is ontdek. Maar wat weet ons regtig? Die antwoord word deur een moderne wetenskaplike aangebied. “’n Mens kan óf in kwantumfisika glo óf dit nie verstaan nie,” is Richard Feynman se definisie. Dink self daaroor. Dit sal voldoende wees om so 'n verskynsel soos kwantumverstrengeling van deeltjies te noem. Hierdie verskynsel het die wetenskaplike wêreld in 'n posisie van algehele verbystering gedompel. Nog meer skokwas dat die gevolglike paradoks onversoenbaar is met die wette van Newton en Einstein.
Vir die eerste keer is die effek van kwantumverstrengeling van fotone in 1927 by die vyfde Solvay-kongres bespreek.’n Hewige argument het tussen Niels Bohr en Einstein ontstaan. Die paradoks van kwantumverstrengeling het die begrip van die wese van die materiële wêreld heeltemal verander.
Dit is bekend dat alle liggame uit elementêre deeltjies bestaan. Gevolglik word al die verskynsels van kwantummeganika in die gewone wêreld weerspieël. Niels Bohr het gesê as ons nie na die maan kyk nie, dan bestaan dit nie. Einstein het dit as onredelik beskou en geglo dat die voorwerp onafhanklik van die waarnemer bestaan.
Wanneer jy die probleme van kwantummeganika bestudeer, moet 'n mens verstaan dat die meganismes en wette daarvan met mekaar verbind is en nie klassieke fisika gehoorsaam nie. Kom ons probeer om die mees omstrede area te verstaan - die kwantumverstrengeling van deeltjies.
Quantum Entanglement Theory
Om mee te begin, is dit die moeite werd om te verstaan dat kwantumfisika soos 'n bodemlose put is waarin enigiets gevind kan word. Die verskynsel van kwantumverstrengeling aan die begin van die vorige eeu is deur Einstein, Bohr, Maxwell, Boyle, Bell, Planck en baie ander fisici bestudeer. Deur die twintigste eeu het duisende wetenskaplikes regoor die wêreld dit aktief bestudeer en geëksperimenteer.
Die wêreld is onderworpe aan die streng wette van fisika
Hoekom is daar soveel belangstelling in die paradokse van kwantummeganika? Alles is baie eenvoudig: ons leef, gehoorsaam sekere wette van die fisiese wêreld. Die vermoë om predestinasie te "omseil" maak 'n magiese deur oop, verderwaar alles moontlik word. Byvoorbeeld, die konsep van "Schrödinger se kat" lei tot die beheer van materie. Dit sal ook moontlik word om inligting te teleporteer, wat kwantumverstrengeling veroorsaak. Die oordrag van inligting sal oombliklik word, ongeag afstand. Hierdie uitgawe word nog bestudeer, maar het 'n positiewe neiging.
Analogie en begrip
Wat is die uniekheid van kwantumverstrengeling, hoe om dit te verstaan en wat gebeur daarmee? Kom ons probeer dit uitvind. Dit sal 'n bietjie denk-eksperiment verg. Stel jou voor dat jy twee bokse in jou hande het. Elkeen van hulle bevat een bal met 'n streep. Nou gee ons een boks vir die ruimtevaarder, en hy vlieg Mars toe. Sodra jy die boks oopmaak en sien dat die streep op die bal horisontaal is, dan sal die bal in die ander boks outomaties 'n vertikale streep hê. Dit sal kwantumverstrengeling wees wat in eenvoudige woorde uitgedruk word: een voorwerp bepaal vooraf die posisie van 'n ander.
Dit moet egter verstaan word dat dit slegs 'n oppervlakkige verduideliking is. Om kwantumverstrengeling te kry, is dit nodig dat die deeltjies dieselfde oorsprong het, soos tweelinge.
Dit is baie belangrik om te verstaan dat die eksperiment ontwrig sal word as iemand voor jou die geleentheid gehad het om na ten minste een van die voorwerpe te kyk.
Waar kan kwantumverstrengeling gebruik word?
Die beginsel van kwantumverstrengeling kan gebruik word om inligting oor lang afstande oor te draoombliklik. So 'n gevolgtrekking weerspreek Einstein se relatiwiteitsteorie. Dit sê dat die maksimum spoed van beweging slegs in die lig inherent is - driehonderdduisend kilometer per sekonde. Hierdie oordrag van inligting maak dit moontlik vir fisiese teleportasie om te bestaan.
Alles in die wêreld is inligting, insluitend materie. Kwantumfisici het tot hierdie gevolgtrekking gekom. In 2008, gebaseer op 'n teoretiese databasis, was dit moontlik om kwantumverstrengeling met die blote oog te sien.
Dit dui weereens daarop dat ons op die punt staan van groot ontdekkings – beweeg in ruimte en tyd. Tyd in die heelal is diskreet, so oombliklike beweging oor groot afstande maak dit moontlik om in verskillende tyddigthede te kom (gebaseer op die hipoteses van Einstein, Bohr). Miskien sal dit in die toekoms 'n werklikheid wees net soos die selfoon vandag is.
Etherdinamika en kwantumverstrengeling
Volgens sommige vooraanstaande wetenskaplikes word kwantumverstrengeling verklaar deur die feit dat die ruimte gevul is met 'n soort eter - swart materie. Enige elementêre deeltjie, soos ons weet, bestaan in die vorm van 'n golf en 'n korpuskel (deeltjie). Sommige wetenskaplikes glo dat alle deeltjies op die "doek" van donker energie is. Dit is nie maklik om te verstaan nie. Kom ons probeer dit op 'n ander manier uitpluis - die assosiasiemetode.
Stel jou voor op die strand. Ligte windjie en 'n ligte briesie. Sien jy die golwe? En iewers in die verte, in die weerkaatsings van die sonstrale, is 'n seilboot sigbaar.
Die skip sal ons elementêre deeltjie wees, en die see sal eter wees (donker)energie). Die see kan in beweging wees in die vorm van sigbare golwe en waterdruppels. Op dieselfde manier kan alle elementêre deeltjies net 'n see (sy integrale deel) of 'n aparte deeltjie wees - 'n druppel.
Dit is 'n vereenvoudigde voorbeeld, alles is 'n bietjie meer ingewikkeld. Deeltjies sonder die teenwoordigheid van 'n waarnemer is in die vorm van 'n golf en het geen vaste ligging nie.
Wit seilboot is 'n vooraanstaande voorwerp, dit verskil van die oppervlak en struktuur van die water van die see. Op dieselfde manier is daar "pieke" in die oseaan van energie wat ons kan waarneem as manifestasies van kragte wat aan ons bekend is en wat die materiële deel van die wêreld gevorm het.
Mikrowêreld leef volgens sy eie wette
Die beginsel van kwantumverstrengeling kan verstaan word as ons die feit in ag neem dat elementêre deeltjies in die vorm van golwe is. Sonder 'n spesifieke ligging en kenmerke is beide deeltjies in 'n oseaan van energie. Op die oomblik dat die waarnemer verskyn, "verander" die golf in 'n voorwerp wat toeganklik is om aan te raak. Die tweede deeltjie, wat die ewewigsisteem waarneem, verkry teenoorgestelde eienskappe.
Die beskryfde artikel is nie gemik op ruim wetenskaplike beskrywings van die kwantumwêreld nie. Die vermoë van 'n gewone mens om te begryp is gebaseer op die beskikbaarheid van begrip van die materiaal wat aangebied word.
Partikelfisika bestudeer die verstrengeling van kwantumtoestande gebaseer op die spin (rotasie) van 'n elementêre deeltjie.
Wetenskaplike taal (vereenvoudig) - kwantumverstrengeling word deur verskillende draaie gedefinieer. BYIn die proses om voorwerpe waar te neem, het wetenskaplikes gesien dat daar net twee draaie kan wees – langs en dwars. Vreemd genoeg, in ander posisies "poseer" die deeltjies nie vir die waarnemer nie.
Nuwe hipotese - 'n nuwe siening van die wêreld
Die studie van die mikrokosmos - die ruimte van elementêre deeltjies - het aanleiding gegee tot baie hipoteses en aannames. Die effek van kwantumverstrengeling het wetenskaplikes aangespoor om na te dink oor die bestaan van 'n soort kwantummikrorooster. Na hulle mening is daar 'n kwantum by elke nodus - die kruispunt. Alle energie is 'n integrale rooster, en die manifestasie en beweging van deeltjies is slegs moontlik deur die nodusse van die rooster.
Die grootte van die "venster" van so 'n rooster is redelik klein, en die meting van moderne toerusting is onmoontlik. Om hierdie hipotese egter te bevestig of te weerlê, het wetenskaplikes besluit om die beweging van fotone in 'n ruimtelike kwantumrooster te bestudeer. Die slotsom is dat 'n foton óf reguit óf in sigsag kan beweeg - langs die diagonaal van die rooster. In die tweede geval, nadat hy 'n groter afstand oorkom het, sal hy meer energie spandeer. Gevolglik sal dit anders wees as 'n foton wat in 'n reguit lyn beweeg.
Miskien sal ons mettertyd leer dat ons in 'n ruimtelike kwantumrooster leef. Of hierdie aanname is dalk verkeerd. Dit is egter die beginsel van kwantumverstrengeling wat die moontlikheid van die bestaan van 'n rooster aandui.
In eenvoudige terme, in 'n hipotetiese ruimtelike "kubus" dra die definisie van een gesig 'n duidelike teenoorgestelde betekenis van die ander. Dit is die beginsel van die behoud van die struktuur van die ruimte -tyd.
Epiloog
Om die magiese en geheimsinnige wêreld van kwantumfisika te verstaan, is dit die moeite werd om noukeurig na die verloop van die wetenskap oor die afgelope vyfhonderd jaar te kyk. Dit was vroeër dat die aarde plat was, nie sferies nie. Die rede is voor die hand liggend: as jy sy vorm as 'n ronde aanneem, dan sal water en mense nie kan weerstaan nie.
Soos ons kan sien, het die probleem bestaan in die afwesigheid van 'n volledige visie van al die waarnemende magte. Dit is moontlik dat die moderne wetenskap nie 'n visie het van alle werkende kragte om kwantumfisika te verstaan nie. Visiegapings gee aanleiding tot 'n stelsel van teenstrydighede en paradokse. Miskien bevat die magiese wêreld van kwantummeganika die antwoorde op hierdie vrae.
