Štyri fakty o kvantovej fyzike, o ktorých profesori nehovoria

Často hovoríme o kvantovej fyzike a mnohí z nás, ak nie všetci, si vo svojom čase namáhali mozog a snažili sa pochopiť, čo sa deje. Čo by však mohlo byť ešte čudnejšie ako tieto podivné a nekonečné integrály, spolu s najzložitejšou matematikou, ktorá sa vyvíja už celé desaťročia.?

Objavenie Schrödingerovej rovnice

Schrödingerova diferenciálna rovnica je dobre známa mladým chemikom a fyzikom na celom svete. Stručne povedané, rovnica opísala pohyb elektrónov okolo jadra revolučným spôsobom a radikálne zmenila pohľad na vedeckú komunitu na modeli atómu a sám Schrödinger získal Nobelovu cenu za jeho objav..

Ale príbeh tohto objavu je trochu divný. Na Vianočný deň 1925 šiel Schrödinger na malú dovolenku na miesto zvané Arosa. Jeho vzťah s manželkou bol na historicky najnižšej úrovni, a tak sa rozhodol pozvať starú priateľku z Viedne, aby sa k nemu pripojila. On tiež vzal nejaké de Broglie záznamy s ním. Keď sa 8. januára 1926 vrátil zo svojej dovolenky, oznámil objav vlnovej mechaniky, teórie, ktorá opisuje elektrón ako vlnu..

Na otázku: "Aká bola vaša dovolenka, profesor?", On odpovedal: "Bol som rozptyľovaný niektorými výpočtami".

Ukazuje sa, že hmotnosť nie je vôbec to, čo ste si mysleli.
Všetci sme si mysleli, že hmota je množstvo látky, ktorú má objekt. To je čiastočne pravda. Bohužiaľ, Higgsov mechanizmus má na to iné myšlienky. V skutočnosti zvráti našu logiku. Higgsov mechanizmus interpretuje hmotnosť častice podľa toho, ako silne táto častica interaguje so špecifickým poľom (samozrejme Higgsovým poľom). Technicky všetko, čo je na tomto svete, nemá žiadnu hmotu, kým nebude v kontakte s týmto podivným poľom. Z tohto dôvodu (a nie kvôli svojej dlhej neprítomnosti na monitoroch) vedci nazývajú Higgsov bozón „časticou Boha“.

Na lepšie vysvetlenie tejto teórie sa David Miller obrátil na zástup politikov veľmi jednoduchou analógiou:

„Predstavte si kokteilovú párty pre zamestnancov politických strán, ktorí sú rovnomerne rozmiestnení po miestnosti a rozprávajte sa so svojimi najbližšími kolegami. Ex-premiér vstupuje do miestnosti a pohybuje sa po miestnosti. Všetci zamestnanci vedľa nej sa priťahujú a hromadia sa okolo nej. má väčšiu váhu ako obvykle, to znamená, že má väčšiu hybnosť a rovnakú rýchlosť pohybu. Zatiaľ čo sa pohybuje, je pre ňu ťažšie zastaviť sa, a keď zastaví, je ťažšie sa znovu pohybovať, pretože ezapuskat akumulácie proces. V troch rozmeroch, komplikované teórie relativity, to je Higgs mechanizmus ".

Kvantová mechanika vám umožní byť na dvoch miestach naraz.
S jedným upozornením: ak ste kvantová častica. Heisenbergov princíp neistoty a Jungov experiment s dvojitou štrbinou naznačujú, že prezentujeme nový svet; tieto zákony ukázali, že namiesto toho, aby boli na jednom mieste, niečo by bolo v určitej pozícii (x, y, z) s určitou „pravdepodobnosťou“. Bohužiaľ, neistota v takýchto meraniach má malý vplyv na každodenné predmety, ale napríklad pokiaľ ide o elektróny, vedci môžu identifikovať oblasti, v ktorých môžu byť elektróny detegované, ale neuvádzajú presnú polohu elektrónu. Tento princíp je tiež známy ako kvantová superpozícia..

Schrödinger a jeho slávna mačka

Erwin Schrödinger môže byť známy medzi kvantovými chemikmi pre jeho revolučnú rovnicu, ale jeho meno medzi bežnými smrteľníkmi je často spojené s mačkou. V reakcii na takzvaný problém kodanskej interpretácie kvantovej mechaniky, Schrödinger prišiel k podivnému, ale veľmi zaujímavému, mentálnemu experimentu..

Predložil krabicu obsahujúcu živú mačku, rádioaktívny materiál, kladivo a žieravú kyselinu. Ak sa rádioaktívny materiál rozpadne, spôsobí, že kladivo padne na kyslú nádobu a rozbije ju, čo následne povedie k smrti mačky. Schrödinger však povedal, že šance na rozklad rádioaktívneho materiálu po presne jednej hodine sú 50%. Je logické predpokladať, že za hodinu bude mačka buď živá, alebo mŕtva, a my ju nebudeme môcť určiť, kým krabicu neotvoríme. Sám Schrödinger dospel k záveru, že podľa kvantovej mechaniky je mačka živá a mŕtva, až kým krabicu neotvoríme a nezistíme jej aktuálny stav..

Kvantová mechanika sa stala najúžasnejšou oblasťou vedy, ktorá doslova mení náš pohľad na každodenné veci. Hoci sa tieto štyri príklady zdajú zaujímavé a zrozumiteľné, jedna malá citácia Richarda Feynmana zhŕňa všetko, čo potrebujete vedieť o tejto vede: „Myslím, že môžem bezpečne povedať, že nikto nerozumie kvantovej mechanike“..