Trädens gyllene höstlövverk lyste starkt. Aftonsolens strålar berörde de uttunnade topparna. Ljuset bröt igenom grenarna och iscensatte ett spektakel av bisarra figurer som flimrade på väggen på universitetets "kapterka".
Sir Hamiltons eftertänksamma blick gled sakta medan han såg chiaroscurospelet. I huvudet på den irländska matematikern fanns en riktig smältdegel av tankar, idéer och slutsatser. Han var väl medveten om att förklaringen av många fenomen med hjälp av Newtons mekanik är som skuggspelet på väggen, som bedrägligt sammanflätar figurer och lämnar många frågor obesvarade. "Kanske är det en våg … eller kanske är det en ström av partiklar," funderade forskaren, "eller så är ljus en manifestation av båda fenomenen. Som figurer vävda av skugga och ljus.”
Början av kvantfysik
Det är intressant att se fantastiska människor och försöka förstå hur fantastiska idéer föds som förändrar hela mänsklighetens utveckling. Hamilton är en av dem som stod för ursprunget till kvantfysiken. Femtio år senare, i början av 1900-talet, var många vetenskapsmän engagerade i studier av elementarpartiklar. Kunskapen som vunnits var inkonsekvent och okompilerad. Men de första skakiga stegen togs.
Förstå mikrovärlden i början av 1900-talet
År 1901 presenterades den första modellen av atomen och dess misslyckande visades, ur den vanliga elektrodynamikens synvinkel. Under samma period publicerade Max Planck och Niels Bohr många verk om atomens natur. Trots deras mödosamma arbete fanns det ingen fullständig förståelse för atomens struktur.
Några år senare, 1905, publicerade en föga känd tysk vetenskapsman Albert Einstein en rapport om möjligheten av att det finns ett ljuskvantum i två tillstånd - våg och korpuskulär (partiklar). I hans arbete gavs argument för att förklara orsaken till att modellen misslyckades. Men Einsteins vision begränsades av den gamla förståelsen av atommodellen.
Efter många verk av Niels Bohr och hans kollegor 1925 föddes en ny riktning - en sorts kvantmekanik. Ett vanligt uttryck - "kvantmekanik" dök upp trettio år senare.
Vad vet vi om quanta och deras egenheter?
I dag har kvantfysiken gått tillräckligt långt. Många olika fenomen har upptäckts. Men vad vet vi egentligen? Svaret presenteras av en modern vetenskapsman. "Man kan antingen tro på kvantfysik eller inte förstå den", är Richard Feynmans definition. Tänk på det själv. Det räcker med att nämna ett sådant fenomen som kvantintrassling av partiklar. Detta fenomen har kastat den vetenskapliga världen i en position av fullständig förvirring. Ännu mer chockvar att den resulterande paradoxen är oförenlig med Newtons och Einsteins lagar.
För första gången diskuterades effekten av kvantintrassling av fotoner 1927 vid den femte Solvay-kongressen. Ett hett argument uppstod mellan Niels Bohr och Einstein. Paradoxen med kvantintrassling har helt förändrat förståelsen av den materiella världens väsen.
Det är känt att alla kroppar består av elementarpartiklar. Följaktligen återspeglas alla fenomen inom kvantmekaniken i den vanliga världen. Niels Bohr sa att om vi inte tittar på månen så finns den inte. Einstein ansåg att detta var orimligt och trodde att föremålet existerade oberoende av betraktaren.
När man studerar kvantmekanikens problem, bör man förstå att dess mekanismer och lagar är sammankopplade och inte lyder klassisk fysik. Låt oss försöka förstå det mest kontroversiella området - kvantintrasslingen av partiklar.
Quantum Entanglement Theory
Till att börja med är det värt att förstå att kvantfysik är som en bottenlös brunn där allt kan hittas. Fenomenet kvantintrassling i början av förra seklet studerades av Einstein, Bohr, Maxwell, Boyle, Bell, Planck och många andra fysiker. Under hela 1900-talet har tusentals forskare runt om i världen aktivt studerat det och experimenterat.
Världen är föremål för fysikens strikta lagar
Varför finns det ett sådant intresse för kvantmekanikens paradoxer? Allt är väldigt enkelt: vi lever och lyder vissa lagar i den fysiska världen. Förmågan att "förbigå" predestination öppnar en magisk dörr bortomdär allt blir möjligt. Till exempel leder begreppet "Schrödingers katt" till kontroll av materien. Det kommer också att bli möjligt att teleportera information, vilket orsakar kvantintrassling. Överföringen av information kommer att bli omedelbar, oavsett avstånd. Det här problemet är fortfarande under utredning, men har en positiv trend.
Analogi och förståelse
Vad är det unika med kvantförveckling, hur förstår man det och vad händer med det? Låt oss försöka lista ut det. Detta kommer att kräva lite tankeexperiment. Föreställ dig att du har två lådor i händerna. Var och en av dem innehåller en boll med en rand. Nu ger vi en låda till astronauten, och han flyger till Mars. Så fort du öppnar lådan och ser att randen på bollen är horisontell, då i den andra lådan kommer bollen automatiskt att ha en vertikal rand. Detta kommer att vara kvantintrassling uttryckt i enkla ord: ett objekt förutbestämmer positionen för ett annat.
Det bör dock förstås att detta bara är en ytlig förklaring. För att få kvantintrassling är det nödvändigt att partiklarna har samma ursprung, som tvillingar.
Det är mycket viktigt att förstå att experimentet kommer att störas om någon före dig hade möjlighet att titta på minst ett av objekten.
Var kan kvantintrassling användas?
Principen för quantumentanglement kan användas för att överföra information över långa avståndomedelbart. En sådan slutsats strider mot Einsteins relativitetsteori. Den säger att den maximala rörelsehastigheten endast är inneboende i ljus - trehundratusen kilometer per sekund. Denna överföring av information gör det möjligt för fysisk teleportering att existera.
Allt i världen är information, inklusive materia. Kvantfysiker kom till denna slutsats. År 2008, baserat på en teoretisk databas, var det möjligt att se kvantintrassling med blotta ögat.
Detta tyder än en gång på att vi är på gränsen till stora upptäckter - rör oss i rum och tid. Tiden i universum är diskret, så omedelbar rörelse över stora avstånd gör det möjligt att komma in i olika tidsdensiteter (baserat på Einsteins, Bohrs hypoteser). Kanske kommer det i framtiden att bli verklighet precis som mobiltelefonen är idag.
Eterdynamik och kvantförveckling
Enligt några ledande forskare förklaras kvantförveckling av det faktum att rymden är fylld med en sorts eter - svart materia. Vilken elementarpartikel som helst existerar som vi vet i form av en våg och en kropp (partikel). Vissa forskare tror att alla partiklar finns på "duken" av mörk energi. Detta är inte lätt att förstå. Låt oss försöka reda ut det på ett annat sätt - associationsmetoden.
Föreställ dig själv på stranden. Svag bris och lätt bris. Ser du vågorna? Och någonstans i fjärran, i reflektionerna av solens strålar, är en segelbåt synlig.
Skeppet kommer att vara vår elementära partikel, och havet kommer att vara eter (mörkt)energi). Havet kan vara i rörelse i form av synliga vågor och vattendroppar. På samma sätt kan alla elementarpartiklar bara vara ett hav (dess integrerade del) eller en separat partikel - en droppe.
Det här är ett förenklat exempel, allt är lite mer komplicerat. Partiklar utan närvaro av en observatör är i form av en våg och har ingen fast plats.
Vit segelbåt är ett framstående föremål, den skiljer sig från ytan och strukturen på havets vatten. På samma sätt finns det "toppar" i energihavet som vi kan uppfatta som manifestationer av för oss kända krafter som har format den materiella delen av världen.
Microworld lever efter sina egna lagar
Principen för kvantentanglement kan förstås om vi tar hänsyn till det faktum att elementarpartiklar är i form av vågor. Utan en specifik plats och egenskaper finns båda partiklarna i ett hav av energi. I det ögonblick som observatören dyker upp "förvandlas" vågen till ett föremål som är tillgängligt för beröring. Den andra partikeln, som observerar jämviktssystemet, får motsatta egenskaper.
Den beskrivna artikeln syftar inte till omfattande vetenskapliga beskrivningar av kvantvärlden. En vanlig människas förmåga att förstå bygger på tillgången på att förstå det presenterade materialet.
Partikelfysik studerar intrasslingen av kvanttillstånd baserat på en elementarpartikels spinn (rotation).
Vetenskapligt språk (förenklat) - kvantförveckling definieras av olika snurr. PÅI processen att observera föremål såg forskare att det bara kan vara två snurr - längs och tvärs över. Märkligt nog, i andra positioner "poserar" inte partiklarna för betraktaren.
Ny hypotes – en ny syn på världen
Studien av mikrokosmos - elementarpartiklarnas utrymme - gav upphov till många hypoteser och antaganden. Effekten av kvantintrassling fick forskare att tänka på förekomsten av någon form av kvantmikrogitter. Enligt deras åsikt finns det ett kvantum vid varje nod - skärningspunkten. All energi är ett integrerat gitter, och manifestationen och rörelsen av partiklar är endast möjlig genom gittrets noder.
Storleken på "fönstret" i ett sådant galler är ganska liten, och mätning av modern utrustning är omöjlig. Men för att bekräfta eller motbevisa denna hypotes, bestämde sig forskare för att studera fotonernas rörelse i ett rumsligt kvantgitter. Summan av kardemumman är att en foton kan röra sig antingen rakt eller i sicksack - längs gallrets diagonal. I det andra fallet, efter att ha övervunnit ett större avstånd, kommer han att spendera mer energi. Följaktligen kommer den att skilja sig från en foton som rör sig i en rak linje.
Kanske med tiden kommer vi att lära oss att vi lever i ett rumsligt kvantnät. Eller så kan detta antagande vara fel. Det är dock principen om kvantintrassling som indikerar möjligheten av att det finns ett gitter.
I enkla termer, i en hypotetisk rumslig "kub" har definitionen av ett ansikte en tydlig motsatt betydelse av det andra. Detta är principen för att bevara rymdens struktur -tid.
Epilog
För att förstå kvantfysikens magiska och mystiska värld är det värt att titta närmare på vetenskapens gång under de senaste femhundra åren. Det brukade vara så att jorden var platt, inte sfärisk. Anledningen är uppenbar: om du tar formen som en runda, kommer vatten och människor inte att kunna göra motstånd.
Som vi kan se existerade problemet i avsaknad av en fullständig vision av alla agerande krafter. Det är möjligt att modern vetenskap saknar en vision av alla verkande krafter för att förstå kvantfysik. Synsluckor ger upphov till ett system av motsägelser och paradoxer. Kanske har kvantmekanikens magiska värld svaren på dessa frågor.
