Træernes gyldne efterårsløv skinnede klart. Aftensolens stråler rørte ved de udtyndede toppe. Lyset brød igennem grenene og iscenesatte et skue af bizarre skikkelser, der flimrede på væggen på universitetets "kapterka".
Sir Hamiltons eftertænksomme blik gled langsomt, mens han så spillet af chiaroscuro. I hovedet på den irske matematiker var der en rigtig smeltedigel af tanker, ideer og konklusioner. Han var udmærket klar over, at forklaringen af mange fænomener ved hjælp af newtonsk mekanik er som skyggernes spil på væggen, der bedragerisk fletter figurer sammen og efterlader mange spørgsmål ubesvarede. "Måske er det en bølge … eller måske er det en strøm af partikler," tænkte videnskabsmanden, "eller lys er en manifestation af begge fænomener. Som figurer vævet af skygge og lys."
Begyndelsen af kvantefysik
Det er interessant at se fantastiske mennesker og prøve at forstå, hvordan gode ideer fødes, som ændrer hele menneskehedens udviklingsforløb. Hamilton er en af dem, der stod ved oprindelsen af kvantefysikken. Halvtreds år senere, i begyndelsen af det tyvende århundrede, var mange videnskabsmænd engageret i undersøgelsen af elementarpartikler. Den opnåede viden var inkonsekvent og ukompileret. De første rystende skridt blev dog taget.
Forstå mikroverdenen i begyndelsen af det 20. århundrede
I 1901 blev den første model af atomet præsenteret, og dens fiasko blev vist ud fra almindelig elektrodynamiks synspunkt. I samme periode udgav Max Planck og Niels Bohr mange værker om atomets natur. På trods af deres omhyggelige arbejde var der ingen fuldstændig forståelse af atomets struktur.
Få år senere, i 1905, offentliggjorde en lidet kendt tysk videnskabsmand Albert Einstein en rapport om muligheden for eksistensen af et lyskvante i to tilstande - bølge og korpuskulær (partikler). I hans arbejde blev der givet argumenter, der forklarer årsagen til modellens fiasko. Imidlertid var Einsteins vision begrænset af den gamle forståelse af atommodellen.
Efter talrige værker af Niels Bohr og hans kolleger i 1925 blev en ny retning født - en slags kvantemekanik. Et almindeligt udtryk - "kvantemekanik" dukkede op tredive år senere.
Hvad ved vi om quanta og deres særheder?
I dag er kvantefysikken nået langt nok. Mange forskellige fænomener er blevet opdaget. Men hvad ved vi egentlig? Svaret præsenteres af en moderne videnskabsmand. "Man kan enten tro på kvantefysik eller ikke forstå det," er Richard Feynmans definition. Tænk selv over det. Det vil være tilstrækkeligt at nævne et sådant fænomen som kvantesammenfiltring af partikler. Dette fænomen har kastet den videnskabelige verden ind i en position af fuldstændig forvirring. Endnu mere chokvar, at det resulterende paradoks er uforeneligt med Newtons og Einsteins love.
For første gang blev effekten af kvantesammenfiltring af fotoner diskuteret i 1927 på den femte Solvay-kongres. Et heftigt skænderi opstod mellem Niels Bohr og Einstein. Paradokset med kvantesammenfiltring har fuldstændig ændret forståelsen af essensen af den materielle verden.
Det er kendt, at alle legemer består af elementarpartikler. Derfor afspejles alle kvantemekanikkens fænomener i den almindelige verden. Niels Bohr sagde, at hvis vi ikke ser på månen, så findes den ikke. Einstein anså dette for urimeligt og mente, at objektet eksisterer uafhængigt af observatøren.
Når man studerer kvantemekanikkens problemer, bør man forstå, at dens mekanismer og love er indbyrdes forbundne og ikke adlyder klassisk fysik. Lad os prøve at forstå det mest kontroversielle område - kvantesammenfiltringen af partikler.
Quantum Entanglement Theory
Til at begynde med er det værd at forstå, at kvantefysik er som en bundløs brønd, hvori alt kan findes. Fænomenet kvantesammenfiltring i begyndelsen af forrige århundrede blev studeret af Einstein, Bohr, Maxwell, Boyle, Bell, Planck og mange andre fysikere. Gennem det tyvende århundrede har tusindvis af videnskabsmænd rundt om i verden aktivt studeret det og eksperimenteret.
Verden er underlagt fysikkens strenge love
Hvorfor er der så stor interesse for kvantemekanikkens paradokser? Alt er meget enkelt: vi lever og adlyder visse love i den fysiske verden. Evnen til at "omgå" prædestination åbner en magisk dør, hinsideshvor alt bliver muligt. For eksempel fører begrebet "Schrödingers kat" til kontrol af materien. Det bliver også muligt at teleportere information, hvilket forårsager kvantesammenfiltring. Overførslen af information vil blive øjeblikkelig, uanset afstand. Dette spørgsmål er stadig under undersøgelse, men har en positiv tendens.
Analogi og forståelse
Hvad er det unikke ved kvantesammenfiltring, hvordan forstår man det, og hvad sker der med det? Lad os prøve at finde ud af det. Dette vil kræve nogle tankeeksperimenter. Forestil dig, at du har to kasser i hænderne. Hver af dem indeholder en kugle med en stribe. Nu giver vi en æske til astronauten, og han flyver til Mars. Så snart du åbner boksen og ser at striben på bolden er vandret, så vil bolden i den anden boks automatisk have en lodret stribe. Dette vil være kvantesammenfiltring udtrykt i enkle ord: ét objekt forudbestemmer positionen af et andet.
Det skal dog forstås, at dette kun er en overfladisk forklaring. For at få kvantesammenfiltring er det nødvendigt, at partiklerne har samme oprindelse, ligesom tvillinger.
Det er meget vigtigt at forstå, at eksperimentet vil blive forstyrret, hvis nogen før dig havde mulighed for at se på mindst et af objekterne.
Hvor kan kvanteforviklinger bruges?
Princippet om kvantesammenfiltring kan bruges til at transmittere information over lange afstandemed det samme. En sådan konklusion er i modstrid med Einsteins relativitetsteori. Den siger, at den maksimale bevægelseshastighed kun er iboende i lys - tre hundrede tusinde kilometer i sekundet. Denne overførsel af information gør det muligt for fysisk teleportering at eksistere.
Alt i verden er information, inklusive stof. Kvantefysikere kom til denne konklusion. I 2008 var det, baseret på en teoretisk database, muligt at se kvanteforviklinger med det blotte øje.
Dette tyder endnu en gang på, at vi er på randen af store opdagelser - bevæger os i rum og tid. Tiden i universet er diskret, så øjeblikkelig bevægelse over store afstande gør det muligt at komme ind i forskellige tidstætheder (baseret på Einsteins, Bohrs hypoteser). Måske vil det i fremtiden være en realitet, ligesom mobiltelefonen er i dag.
Etherdynamics and quantum-entanglement
Ifølge nogle førende videnskabsmænd forklares kvantesammenfiltring af, at rummet er fyldt med en slags æter - sort stof. Enhver elementær partikel eksisterer, som vi ved, i form af en bølge og en korpuskel (partikel). Nogle videnskabsmænd mener, at alle partikler er på "lærredet" af mørk energi. Dette er ikke let at forstå. Lad os prøve at finde ud af det på en anden måde - associeringsmetoden.
Forestil dig dig selv på stranden. Let brise og en let brise. Ser du bølgerne? Og et eller andet sted i det fjerne, i refleksionerne fra solens stråler, er en sejlbåd synlig.
Skibet vil være vores elementære partikel, og havet vil være æter (mørkt)energi). Havet kan være i bevægelse i form af synlige bølger og vanddråber. På samme måde kan alle elementarpartikler kun være et hav (dets integrerede del) eller en separat partikel - en dråbe.
Dette er et forenklet eksempel, alt er lidt mere kompliceret. Partikler uden tilstedeværelse af en observatør er i form af en bølge og har ingen fast placering.
Hvid sejlbåd er et fornemt objekt, det adskiller sig fra overfladen og strukturen af havets vand. På samme måde er der "toppe" i energihavet, som vi kan opfatte som manifestationer af kræfter, vi kender, og som har formet den materielle del af verden.
Microworld lever efter sine egne love
Princippet om kvantesammenfiltring kan forstås, hvis vi tager højde for, at elementarpartikler er i form af bølger. Uden en bestemt placering og egenskaber er begge partikler i et hav af energi. I det øjeblik observatøren dukker op, "forvandles" bølgen til et objekt, der er tilgængeligt at røre ved. Den anden partikel, der observerer ligevægtssystemet, får modsatte egenskaber.
Den beskrevne artikel er ikke rettet mod rummelige videnskabelige beskrivelser af kvanteverdenen. En almindelig persons evne til at forstå er baseret på tilgængeligheden af at forstå det præsenterede materiale.
Partikelfysik studerer sammenfiltringen af kvantetilstande baseret på en elementarpartikels spin (rotation).
Videnskabeligt sprog (forenklet) - kvantesammenfiltring er defineret af forskellige spins. PÅI processen med at observere objekter så forskerne, at der kun kan være to spins - langs og på tværs. Mærkeligt nok "poserer" partiklerne i andre positioner ikke for observatøren.
Ny hypotese - et nyt syn på verden
Undersøgelsen af mikrokosmos - elementarpartiklernes rum - gav anledning til mange hypoteser og antagelser. Effekten af kvantesammenfiltring fik videnskabsmænd til at tænke over eksistensen af en slags kvantemikrogitter. Efter deres mening er der et kvante ved hver knude - skæringspunktet. Al energi er et integreret gitter, og manifestationen og bevægelsen af partikler er kun mulig gennem gitterets noder.
Størrelsen på "vinduet" på et sådant gitter er ret lille, og måling af moderne udstyr er umulig. Men for at bekræfte eller afkræfte denne hypotese besluttede videnskabsmænd at studere bevægelsen af fotoner i et rumligt kvantegitter. Den nederste linje er, at en foton kan bevæge sig enten lige eller i zigzag - langs diagonalen af gitteret. I det andet tilfælde, efter at have overvundet en større afstand, vil han bruge mere energi. Følgelig vil den være anderledes end en foton, der bevæger sig i en lige linje.
Måske vil vi med tiden lære, at vi lever i et rumligt kvantegitter. Eller denne antagelse kan være forkert. Det er dog princippet om kvantesammenfiltring, der indikerer muligheden for, at der findes et gitter.
I enkle vendinger, i en hypotetisk rumlig "terning" har definitionen af det ene ansigt en klar modsat betydning af den anden. Dette er princippet om at bevare rummets struktur -tid.
Epilog
For at forstå kvantefysikkens magiske og mystiske verden er det værd at se nærmere på videnskabens gang gennem de sidste fem hundrede år. Det plejede at være, at Jorden var flad, ikke sfærisk. Årsagen er indlysende: Hvis du tager dens form som en rund, så vil vand og mennesker ikke være i stand til at modstå.
Som vi kan se, eksisterede problemet i fraværet af en fuldstændig vision for alle de handlende kræfter. Det er muligt, at moderne videnskab mangler en vision om alle handlende kræfter til at forstå kvantefysik. Visionskløfter giver anledning til et system af modsætninger og paradokser. Måske rummer kvantemekanikkens magiske verden svarene på disse spørgsmål.
