Gjethja e artë e vjeshtës e pemëve shkëlqeu fort. Rrezet e diellit të mbrëmjes preknin majat e holluara. Drita depërtoi nëpër degë dhe organizoi një spektakël me figura të çuditshme që dridheshin në murin e universitetit "kapterka".
Vështrimi i zhytur në mendime i Sir Hamilton rrëshqiti ngadalë, duke parë lojën e kiaroskuros. Në kokën e matematikanit irlandez kishte një tenxhere të vërtetë shkrirjeje mendimesh, idesh dhe përfundimesh. Ai e dinte mirë se shpjegimi i shumë dukurive me ndihmën e mekanikës njutoniane është si loja e hijeve në mur, duke ndërthurur mashtrues figurat dhe duke lënë shumë pyetje pa përgjigje. "Ndoshta është një valë… ose ndoshta është një rrjedhë grimcash," mendoi shkencëtari, "ose drita është një manifestim i të dy fenomeneve. Si figura të thurura nga hija dhe drita.”
Fillimi i fizikës kuantike
Është interesante të shikosh njerëz të mëdhenj dhe të përpiqesh të kuptosh se si lindin ide të shkëlqyera që ndryshojnë rrjedhën e evolucionit të gjithë njerëzimit. Hamilton është një nga ata që qëndruan në origjinën e fizikës kuantike. Pesëdhjetë vjet më vonë, në fillim të shekullit të njëzetë, shumë shkencëtarë u angazhuan në studimin e grimcave elementare. Njohuritë e marra ishin jokonsistente dhe të papërmbledhura. Megjithatë, hapat e parë të lëkundur u hodhën.
Të kuptuarit e mikrobotës në fillim të shekullit të 20-të
Në vitin 1901 u prezantua modeli i parë i atomit dhe u shfaq dështimi i tij, nga pikëpamja e elektrodinamikës së zakonshme. Gjatë së njëjtës periudhë, Max Planck dhe Niels Bohr botuan shumë vepra mbi natyrën e atomit. Pavarësisht punës së tyre të mundimshme, nuk kishte një kuptim të plotë të strukturës së atomit.
Disa vjet më vonë, në 1905, një shkencëtar pak i njohur gjerman Albert Einstein publikoi një raport mbi mundësinë e ekzistencës së një kuantike të dritës në dy gjendje - valë dhe korpuskulare (grimca). Në punën e tij u dhanë argumente që shpjegonin arsyen e dështimit të modelit. Megjithatë, vizioni i Ajnshtajnit ishte i kufizuar nga kuptimi i vjetër i modelit të atomit.
Pas veprave të shumta të Niels Bohr dhe kolegëve të tij në 1925, lindi një drejtim i ri - një lloj mekanike kuantike. Një shprehje e zakonshme - "mekanika kuantike" u shfaq tridhjetë vjet më vonë.
Çfarë dimë për kuantet dhe veçoritë e tyre?
Sot, fizika kuantike ka shkuar mjaft larg. Janë zbuluar shumë fenomene të ndryshme. Por çfarë dimë në të vërtetë? Përgjigja është paraqitur nga një shkencëtar modern. "Dikush ose mund të besojë në fizikën kuantike ose të mos e kuptojë atë," është përkufizimi i Richard Feynman. Mendoni për këtë vetë. Mjafton të përmendim një fenomen të tillë si ngatërrimi kuantik i grimcave. Ky fenomen e ka zhytur botën shkencore në një pozicion hutimi të plotë. Akoma më shumë tronditjeishte se paradoksi që rezulton është i papajtueshëm me ligjet e Njutonit dhe Ajnshtajnit.
Për herë të parë efekti i ngatërrimit kuantik të fotoneve u diskutua në vitin 1927 në Kongresin e pestë të Solvay. Një debat i ashpër filloi mes Niels Bohr dhe Ajnshtajn. Paradoksi i ngatërresës kuantike ka ndryshuar plotësisht të kuptuarit e thelbit të botës materiale.
Dihet se të gjithë trupat përbëhen nga grimca elementare. Prandaj, të gjitha fenomenet e mekanikës kuantike reflektohen në botën e zakonshme. Niels Bohr tha se nëse nuk e shikojmë hënën, atëherë ajo nuk ekziston. Ajnshtajni e konsideronte këtë të paarsyeshme dhe besonte se objekti ekziston në mënyrë të pavarur nga vëzhguesi.
Kur studiohen problemet e mekanikës kuantike, duhet kuptuar se mekanizmat dhe ligjet e saj janë të ndërlidhura dhe nuk i binden fizikës klasike. Le të përpiqemi të kuptojmë fushën më të diskutueshme - ndërthurjen kuantike të grimcave.
Teoria e ngatërresës kuantike
Për të filluar, ia vlen të kuptohet se fizika kuantike është si një pus pa fund në të cilin mund të gjendet gjithçka. Fenomeni i ngatërrimit kuantik në fillim të shekullit të kaluar u studiua nga Ajnshtajni, Bohr, Maxwell, Boyle, Bell, Planck dhe shumë fizikantë të tjerë. Gjatë gjithë shekullit të njëzetë, mijëra shkencëtarë në mbarë botën e studiuan atë dhe eksperimentuan në mënyrë aktive.
Bota i nënshtrohet ligjeve strikte të fizikës
Pse ka një interes të tillë për paradokset e mekanikës kuantike? Gjithçka është shumë e thjeshtë: ne jetojmë, duke iu bindur ligjeve të caktuara të botës fizike. Aftësia për të "anashkaluar" paracaktimin hap një derë magjike, përtejku çdo gjë bëhet e mundur. Për shembull, koncepti i "Macja e Shrödingerit" çon në kontrollin e materies. Gjithashtu do të bëhet i mundur teleportimi i informacionit, i cili shkakton ngatërrim kuantik. Transmetimi i informacionit do të bëhet i menjëhershëm, pavarësisht distancës. Kjo çështje është ende në studim, por ka një tendencë pozitive.
Analogji dhe kuptim
Cila është veçantia e ngatërrimit kuantik, si ta kuptojmë atë dhe çfarë ndodh me të? Le të përpiqemi ta kuptojmë. Kjo do të kërkojë disa eksperimente mendimi. Imagjinoni që keni dy kuti në duar. Secila prej tyre përmban një top me një shirit. Tani i japim një kuti astronautit dhe ai fluturon për në Mars. Sapo të hapni kutinë dhe të shihni që shiriti i topit është horizontal, atëherë në kutinë tjetër topi do të ketë automatikisht një shirit vertikal. Ky do të jetë ngatërrim kuantik i shprehur me fjalë të thjeshta: një objekt paracakton pozicionin e një tjetri.
Megjithatë, duhet kuptuar se ky është vetëm një shpjegim sipërfaqësor. Për të marrë ngatërresën kuantike, është e nevojshme që grimcat të kenë të njëjtën origjinë, si binjakët.
Është shumë e rëndësishme të kuptoni se eksperimenti do të ndërpritet nëse dikush para jush ka pasur mundësinë të shikojë të paktën një nga objektet.
Ku mund të përdoret ndërthurja kuantike?
Parimi i ngatërresës kuantike mund të përdoret për të transmetuar informacion në distanca të gjataMenjëherë. Një përfundim i tillë bie ndesh me teorinë e relativitetit të Ajnshtajnit. Ai thotë se shpejtësia maksimale e lëvizjes është e natyrshme vetëm në dritë - treqind mijë kilometra në sekondë. Ky transferim informacioni bën të mundur ekzistencën e teleportimit fizik.
Gjithçka në botë është informacion, duke përfshirë edhe materien. Fizikanët kuantikë arritën në këtë përfundim. Në vitin 2008, bazuar në një bazë të dhënash teorike, ishte e mundur të shihej ngatërrimi kuantik me sy të lirë.
Kjo sugjeron edhe një herë se jemi në prag të zbulimeve të mëdha - duke lëvizur në hapësirë dhe kohë. Koha në Univers është diskrete, kështu që lëvizja e menjëhershme në distanca të mëdha bën të mundur hyrjen në densitete të ndryshme kohore (bazuar në hipotezat e Ajnshtajnit, Bohr). Ndoshta në të ardhmen do të jetë një realitet ashtu siç është telefoni celular sot.
Eterdinamika dhe ngatërrimi kuantik
Sipas disa shkencëtarëve kryesorë, ngatërrimi kuantik shpjegohet me faktin se hapësira është e mbushur me një lloj eteri - materie e zezë. Çdo grimcë elementare, siç e dimë, ekziston në formën e një vale dhe një trupi (grimcë). Disa shkencëtarë besojnë se të gjitha grimcat janë në "kanavacë" e energjisë së errët. Kjo nuk është e lehtë për t'u kuptuar. Le të përpiqemi ta kuptojmë në një mënyrë tjetër - metodën e shoqërimit.
Imagjinoni veten në plazh. Erë e lehtë dhe një erë e lehtë. Shihni valët? Dhe diku në distancë, në reflektimet e rrezeve të diellit, duket një varkë me vela.
Anija do të jetë grimca jonë elementare dhe deti do të jetë eter (e errëtenergji). Deti mund të jetë në lëvizje në formën e valëve të dukshme dhe pikave të ujit. Në të njëjtën mënyrë, të gjitha grimcat elementare mund të jenë vetëm një det (pjesa përbërëse e tij) ose një grimcë e veçantë - një pikë.
Ky është një shembull i thjeshtuar, gjithçka është pak më e ndërlikuar. Grimcat pa praninë e një vëzhguesi janë në formën e një vale dhe nuk kanë vendndodhje fikse.
Veliku i bardhë është një objekt i dalluar, ai ndryshon nga sipërfaqja dhe struktura e ujit të detit. Në të njëjtën mënyrë, ka "maja" në oqeanin e energjisë që ne mund t'i perceptojmë si manifestime të forcave të njohura për ne që kanë formësuar pjesën materiale të botës.
Mikrobota jeton sipas ligjeve të veta
Parimi i ngatërrimit kuantik mund të kuptohet nëse marrim parasysh faktin se grimcat elementare janë në formën e valëve. Pa një vendndodhje dhe karakteristika specifike, të dyja grimcat janë në një oqean energjie. Në momentin që shfaqet vëzhguesi, vala "shndërrohet" në një objekt të arritshëm për t'u prekur. Grimca e dytë, duke vëzhguar sistemin e ekuilibrit, fiton veti të kundërta.
Artikulli i përshkruar nuk synon përshkrime të mëdha shkencore të botës kuantike. Aftësia e një personi të zakonshëm për të kuptuar bazohet në disponueshmërinë e të kuptuarit të materialit të paraqitur.
Fizika e grimcave studion ndërthurjen e gjendjeve kuantike bazuar në rrotullimin (rrotullimin) e një grimce elementare.
Gjuhë shkencore (e thjeshtuar) - ngatërrimi kuantik përcaktohet nga rrotullime të ndryshme. ATNë procesin e vëzhgimit të objekteve, shkencëtarët panë se mund të ketë vetëm dy rrotullime - përgjatë dhe përgjatë. Mjaft e çuditshme, në pozicione të tjera, grimcat nuk "pozojnë" ndaj vëzhguesit.
Hipotezë e re - një pamje e re e botës
Studimi i mikrokozmosit - hapësira e grimcave elementare - krijoi shumë hipoteza dhe supozime. Efekti i ngatërrimit kuantik i shtyu shkencëtarët të mendojnë për ekzistencën e një lloji mikrorrjete kuantike. Sipas mendimit të tyre, në çdo nyje - pika e kryqëzimit - ka një kuant. E gjithë energjia është një rrjetë integrale, dhe manifestimi dhe lëvizja e grimcave është e mundur vetëm përmes nyjeve të rrjetës.
Madhësia e "dritares" së një grilë të tillë është mjaft e vogël, dhe matja e pajisjeve moderne është e pamundur. Sidoqoftë, për të konfirmuar ose hedhur poshtë këtë hipotezë, shkencëtarët vendosën të studiojnë lëvizjen e fotoneve në një rrjetë kuantike hapësinore. Në fund të fundit është se një foton mund të lëvizë drejt ose në zigzag - përgjatë diagonales së grilës. Në rastin e dytë, duke kapërcyer një distancë më të madhe, ai do të shpenzojë më shumë energji. Prandaj, ai do të jetë i ndryshëm nga një foton që lëviz në një vijë të drejtë.
Ndoshta me kalimin e kohës do të mësojmë se jetojmë në një rrjet kuantik hapësinor. Ose ky supozim mund të jetë i gabuar. Megjithatë, është parimi i ngatërrimit kuantik ai që tregon mundësinë e ekzistencës së një grilë.
Me fjalë të thjeshta, në një "kub" hipotetik hapësinor, përkufizimi i njërës fytyrë mbart një kuptim të qartë të kundërt me tjetrin. Ky është parimi i ruajtjes së strukturës së hapësirës -koha.
Epilog
Për të kuptuar botën magjike dhe misterioze të fizikës kuantike, ia vlen të shikojmë nga afër rrjedhën e shkencës gjatë pesëqind viteve të fundit. Më parë, Toka ishte e sheshtë, jo sferike. Arsyeja është e qartë: nëse e merrni formën e saj si të rrumbullakët, atëherë uji dhe njerëzit nuk do të mund t'i rezistojnë.
Siç mund ta shohim, problemi ekzistonte në mungesë të një vizioni të plotë të të gjitha forcave vepruese. Është e mundur që shkencës moderne i mungon një vizion i të gjitha forcave vepruese për të kuptuar fizikën kuantike. Boshllëqet e vizionit lindin një sistem kontradiktash dhe paradoksesh. Ndoshta bota magjike e mekanikës kuantike mban përgjigjet për këto pyetje.
