Ang ginintuang mga dahon ng taglagas ng mga puno ay kumikinang nang maliwanag. Ang sinag ng araw sa gabi ay dumampi sa manipis na tuktok. Nabasag ng liwanag ang mga sanga at nagtanghal ng isang palabas ng mga kakaibang pigura na kumikislap sa dingding ng unibersidad na "kapterka".
Ang maalalahaning tingin ni Sir Hamilton ay dahan-dahang dumulas, habang pinapanood ang paglalaro ng chiaroscuro. Sa ulo ng Irish mathematician mayroong isang tunay na natutunaw na palayok ng mga kaisipan, ideya at konklusyon. Alam na alam niya na ang pagpapaliwanag ng maraming phenomena sa tulong ng Newtonian mechanics ay parang paglalaro ng mga anino sa dingding, mapanlinlang na pinag-uugnay ang mga pigura at nag-iiwan ng maraming tanong na hindi nasasagot. "Marahil ito ay isang alon… o marahil ito ay isang stream ng mga particle," ang scientist mused, "o liwanag ay isang manipestasyon ng parehong phenomena. Tulad ng mga pigurang hinabi mula sa anino at liwanag.”
Ang simula ng quantum physics
Nakakatuwang panoorin ang mga mahuhusay na tao at subukang unawain kung paano ipinanganak ang magagandang ideya na nagbabago sa takbo ng ebolusyon ng buong sangkatauhan. Si Hamilton ay isa sa mga naninindigan sa pinagmulan ng quantum physics. Makalipas ang limampung taon, sa simula ng ikadalawampu siglo, maraming mga siyentipiko ang nakikibahagi sa pag-aaral ng mga elementarya na particle. Ang kaalaman na nakuha ay hindi pare-pareho at hindi pinagsama-sama. Gayunpaman, ang mga unang nanginginig na hakbang ay ginawa.
Pag-unawa sa microworld sa simula ng ika-20 siglo
Noong 1901, ipinakita ang unang modelo ng atom at ipinakita ang kabiguan nito, mula sa pananaw ng ordinaryong electrodynamics. Sa parehong panahon, inilathala nina Max Planck at Niels Bohr ang maraming mga gawa sa kalikasan ng atom. Sa kabila ng kanilang maingat na gawain, walang kumpletong pag-unawa sa istruktura ng atom.
Pagkalipas ng ilang taon, noong 1905, isang kilalang siyentipikong Aleman na si Albert Einstein ang naglathala ng isang ulat tungkol sa posibilidad ng pagkakaroon ng light quantum sa dalawang estado - wave at corpuscular (particle). Sa kanyang trabaho, ibinigay ang mga argumento na nagpapaliwanag ng dahilan ng pagkabigo ng modelo. Gayunpaman, ang pangitain ni Einstein ay limitado ng lumang pag-unawa sa modelo ng atom.
Pagkatapos ng maraming gawa ni Niels Bohr at ng kanyang mga kasamahan noong 1925, isang bagong direksyon ang isinilang - isang uri ng quantum mechanics. Isang karaniwang expression - "quantum mechanics" ay lumitaw pagkalipas ng tatlumpung taon.
Ano ang alam natin tungkol sa quanta at sa kanilang mga kakaiba?
Ngayon, sapat na ang narating ng quantum physics. Maraming iba't ibang phenomena ang natuklasan. Ngunit ano ba talaga ang alam natin? Ang sagot ay ipinakita ng isang modernong siyentipiko. "Ang isa ay maaaring maniwala sa quantum physics o hindi maunawaan ito," ang kahulugan ni Richard Feynman. Isipin mo ang iyong sarili. Ito ay sapat na upang banggitin ang gayong kababalaghan bilang quantum entanglement ng mga particle. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay nagpalubog sa siyentipikong mundo sa isang posisyon ng ganap na pagkalito. Lalong gulatay ang nagresultang kabalintunaan ay hindi tugma sa mga batas nina Newton at Einstein.
Sa unang pagkakataon ang epekto ng quantum entanglement ng mga photon ay tinalakay noong 1927 sa ikalimang Solvay Congress. Isang mainit na pagtatalo ang lumitaw sa pagitan nina Niels Bohr at Einstein. Ang kabalintunaan ng quantum entanglement ay ganap na nagbago sa pag-unawa sa kakanyahan ng materyal na mundo.
Alam na ang lahat ng katawan ay binubuo ng elementarya na mga particle. Alinsunod dito, ang lahat ng mga phenomena ng quantum mechanics ay makikita sa ordinaryong mundo. Sinabi ni Niels Bohr na kung hindi natin titingnan ang buwan, hindi ito umiiral. Itinuring ni Einstein na ito ay hindi makatwiran at naniniwala na ang bagay ay umiiral nang hiwalay sa nagmamasid.
Kapag pinag-aaralan ang mga problema ng quantum mechanics, dapat na maunawaan na ang mga mekanismo at batas nito ay magkakaugnay at hindi sumusunod sa klasikal na pisika. Subukan nating unawain ang pinakakontrobersyal na lugar - ang quantum entanglement ng mga particle.
Quantum Entanglement Theory
Upang magsimula, ito ay nagkakahalaga ng pag-unawa na ang quantum physics ay parang isang napakalalim na balon kung saan ang anumang bagay ay matatagpuan. Ang phenomenon ng quantum entanglement sa simula ng huling siglo ay pinag-aralan nina Einstein, Bohr, Maxwell, Boyle, Bell, Planck at marami pang ibang physicist. Sa buong ikadalawampu siglo, libu-libong siyentipiko sa buong mundo ang aktibong nag-aral nito at nag-eksperimento.
Ang mundo ay napapailalim sa mahigpit na batas ng pisika
Bakit may ganoong interes sa mga kabalintunaan ng quantum mechanics? Ang lahat ay napakasimple: nabubuhay tayo, sumusunod sa ilang mga batas ng pisikal na mundo. Ang kakayahang "bypass" ang predestinasyon ay nagbubukas ng isang mahiwagang pinto, sa kabilakung saan nagiging posible ang lahat. Halimbawa, ang konsepto ng "Schrödinger's Cat" ay humahantong sa kontrol ng bagay. Magiging posible rin ang pag-teleport ng impormasyon, na nagdudulot ng quantum entanglement. Ang paghahatid ng impormasyon ay magiging madalian, anuman ang distansya. Ang isyung ito ay pinag-aaralan pa, ngunit may positibong trend.
Analogy and understanding
Ano ang natatangi ng quantum entanglement, paano ito mauunawaan at ano ang nangyayari dito? Subukan nating malaman ito. Mangangailangan ito ng ilang eksperimento sa pag-iisip. Isipin na mayroon kang dalawang kahon sa iyong mga kamay. Ang bawat isa sa kanila ay naglalaman ng isang bola na may guhit. Ngayon ay nagbibigay kami ng isang kahon sa astronaut, at lumipad siya sa Mars. Sa sandaling buksan mo ang kahon at makita na ang guhit sa bola ay pahalang, pagkatapos ay sa kabilang kahon ang bola ay awtomatikong magkakaroon ng patayong guhit. Ito ay magiging quantum entanglement na ipinahayag sa mga simpleng salita: ang isang bagay ay paunang tinutukoy ang posisyon ng isa pa.
Gayunpaman, dapat itong maunawaan na ito ay isang mababaw na paliwanag lamang. Upang makakuha ng quantum entanglement, kinakailangan na ang mga particle ay may parehong pinagmulan, tulad ng kambal.
Napakahalagang maunawaan na maaabala ang eksperimento kung ang isang tao bago ka nagkaroon ng pagkakataong tumingin sa kahit isa sa mga bagay.
Saan maaaring gamitin ang quantum entanglement?
Ang prinsipyo ng quantum entanglement ay maaaring gamitin upang magpadala ng impormasyon sa malalayong distansyaagad-agad. Ang ganitong konklusyon ay sumasalungat sa teorya ng relativity ni Einstein. Sinasabi nito na ang pinakamataas na bilis ng paggalaw ay likas lamang sa liwanag - tatlong daang libong kilometro bawat segundo. Ang paglilipat ng impormasyon na ito ay ginagawang posible para sa pisikal na teleportasyon na umiral.
Lahat ng bagay sa mundo ay impormasyon, kabilang ang bagay. Ang mga quantum physicist ay dumating sa konklusyong ito. Noong 2008, batay sa isang theoretical database, posibleng makita ang quantum entanglement sa mata.
Ito ay muling nagmumungkahi na tayo ay nasa bingit ng magagandang tuklas - gumagalaw sa espasyo at oras. Ang oras sa Uniberso ay discrete, kaya ang madalian na paggalaw sa malalayong distansya ay ginagawang posible na mapunta sa iba't ibang densidad ng oras (batay sa mga hypotheses ni Einstein, Bohr). Marahil sa hinaharap ito ay magiging isang katotohanan tulad ng mobile phone ngayon.
Etherdynamics at quantum entanglement
Ayon sa ilang nangungunang siyentipiko, ang quantum entanglement ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanang ang espasyo ay puno ng isang uri ng ether - black matter. Anumang elementarya na butil, tulad ng alam natin, ay umiiral sa anyo ng isang alon at isang corpuscle (particle). Ang ilang mga siyentipiko ay naniniwala na ang lahat ng mga particle ay nasa "canvas" ng madilim na enerhiya. Ito ay hindi madaling maunawaan. Subukan nating alamin ito sa ibang paraan - ang paraan ng pag-uugnay.
Isipin ang iyong sarili sa beach. Banayad na simoy ng hangin at bahagyang simoy ng hangin. Tingnan ang mga alon? At sa isang lugar sa di kalayuan, sa mga repleksyon ng sinag ng araw, makikita ang isang bangkang delayag.
Ang barko ang ating magiging elementarya, at ang dagat ay magiging eter (madilim.enerhiya). Ang dagat ay maaaring gumalaw sa anyo ng mga nakikitang alon at mga patak ng tubig. Sa parehong paraan, ang lahat ng elementarya ay maaaring maging isang dagat lamang (ang mahalagang bahagi nito) o isang hiwalay na butil - isang patak.
Ito ay isang pinasimpleng halimbawa, ang lahat ay medyo mas kumplikado. Ang mga particle na walang presensya ng isang tagamasid ay nasa anyo ng isang alon at walang nakapirming lokasyon.
Ang puting bangka ay isang natatanging bagay, ito ay naiiba sa ibabaw at istraktura ng tubig ng dagat. Sa parehong paraan, may mga "tugatog" sa karagatan ng enerhiya na maaari nating maisip bilang mga pagpapakita ng mga puwersang kilala natin na humubog sa materyal na bahagi ng mundo.
Microworld ay nabubuhay ayon sa sarili nitong mga batas
Ang prinsipyo ng quantum entanglement ay mauunawaan kung isasaalang-alang natin ang katotohanan na ang mga elementarya na particle ay nasa anyo ng mga alon. Kung walang tiyak na lokasyon at katangian, ang parehong mga particle ay nasa karagatan ng enerhiya. Sa sandaling lumilitaw ang tagamasid, ang alon ay "naging" sa isang bagay na madaling hawakan. Ang pangalawang particle, na nagmamasid sa equilibrium system, ay nakakakuha ng magkasalungat na katangian.
Ang inilarawang artikulo ay hindi naglalayon sa malawak na siyentipikong paglalarawan ng quantum world. Ang kakayahan ng isang ordinaryong tao na umunawa ay nakabatay sa pagkakaroon ng pag-unawa sa materyal na ipinakita.
Particle physics ay pinag-aaralan ang pagkakabuhol ng quantum states batay sa spin (rotation) ng elementary particle.
Scientific language (pinasimple) - ang quantum entanglement ay tinutukoy ng iba't ibang spins. ATSa proseso ng pagmamasid sa mga bagay, nakita ng mga siyentipiko na maaari lamang magkaroon ng dalawang pag-ikot - sa kahabaan at sa kabila. Kakatwa, sa ibang mga posisyon, ang mga particle ay hindi "nagpose" sa nagmamasid.
Bagong hypothesis - isang bagong pananaw sa mundo
Ang pag-aaral ng microcosm - ang espasyo ng elementarya na mga particle - ay nagbunga ng maraming hypotheses at pagpapalagay. Ang epekto ng quantum entanglement ay nag-udyok sa mga siyentipiko na isipin ang tungkol sa pagkakaroon ng ilang uri ng quantum microlattice. Sa kanilang opinyon, sa bawat node - ang punto ng intersection - mayroong isang quantum. Ang lahat ng enerhiya ay isang integral na sala-sala, at ang pagpapakita at paggalaw ng mga particle ay posible lamang sa pamamagitan ng mga node ng sala-sala.
Ang laki ng "window" ng naturang grating ay medyo maliit, at imposible ang pagsukat ng mga modernong kagamitan. Gayunpaman, upang kumpirmahin o pabulaanan ang hypothesis na ito, nagpasya ang mga siyentipiko na pag-aralan ang paggalaw ng mga photon sa isang spatial quantum lattice. Ang ilalim na linya ay ang isang photon ay maaaring gumalaw alinman sa tuwid o sa zigzags - kasama ang dayagonal ng sala-sala. Sa pangalawang kaso, na nagtagumpay sa isang mas malaking distansya, gugugol siya ng mas maraming enerhiya. Alinsunod dito, magiging iba ito sa isang photon na gumagalaw sa isang tuwid na linya.
Marahil sa pagdating ng panahon malalaman natin na tayo ay nabubuhay sa spatial quantum grid. O maaaring mali ang pagpapalagay na ito. Gayunpaman, ang prinsipyo ng quantum entanglement ang nagpapahiwatig ng posibilidad ng pagkakaroon ng sala-sala.
Sa simpleng termino, sa hypothetical na spatial na "cube" ang kahulugan ng isang mukha ay may malinaw na kasalungat na kahulugan ng isa. Ito ang prinsipyo ng pagpapanatili ng istraktura ng espasyo -oras.
Epilogue
Upang maunawaan ang mahiwagang at mahiwagang mundo ng quantum physics, sulit na tingnang mabuti ang kurso ng agham sa nakalipas na limang daang taon. Dati ay flat ang Earth, hindi spherical. Ang dahilan ay malinaw: kung kukunin mo ang hugis nito bilang isang bilog, kung gayon ang tubig at mga tao ay hindi makakalaban.
Tulad ng nakikita natin, umiral ang problema sa kawalan ng kumpletong pananaw ng lahat ng kumikilos na pwersa. Posible na ang modernong agham ay walang pananaw sa lahat ng kumikilos na pwersa upang maunawaan ang quantum physics. Ang mga gaps sa paningin ay nagbubunga ng isang sistema ng mga kontradiksyon at kabalintunaan. Marahil ang mahiwagang mundo ng quantum mechanics ang may hawak ng mga sagot sa mga tanong na ito.
