Il fogliame autunnale dorato degli alberi brillava brillantemente. I raggi del sole della sera sfioravano le cime assottigliate. La luce ha fatto irruzione tra i rami e ha messo in scena uno spettacolo di bizzarre figure tremolanti sul muro dell'università "kapterka".
Lo sguardo pensieroso di Sir Hamilton scivolò lentamente, osservando il gioco del chiaroscuro. Nella testa del matematico irlandese c'era un vero crogiolo di pensieri, idee e conclusioni. Era ben consapevole che la spiegazione di molti fenomeni con l'aiuto della meccanica newtoniana è come un gioco di ombre sul muro, che intrecciano ingannevolmente figure e lasciano molte domande senza risposta. "Forse è un'onda… o forse è un flusso di particelle", ha riflettuto lo scienziato, "o la luce è una manifestazione di entrambi i fenomeni. Come figure intessute di ombra e luce.”
L'inizio della fisica quantistica
È interessante osservare grandi persone e cercare di capire come nascono grandi idee che cambiano il corso dell'evoluzione di tutta l'umanità. Hamilton è uno di quelli che si sono fermati alle origini della fisica quantistica. Cinquant'anni dopo, all'inizio del XX secolo, molti scienziati erano impegnati nello studio delle particelle elementari. Le conoscenze acquisite erano incoerenti e non compilate. Tuttavia, i primi passi traballanti sono stati fatti.
Capire il micromondo all'inizio del 20° secolo
Nel 1901 fu presentato il primo modello dell'atomo e ne fu mostrato il fallimento, dal punto di vista dell'elettrodinamica ordinaria. Nello stesso periodo Max Planck e Niels Bohr pubblicarono molti lavori sulla natura dell'atomo. Nonostante il loro meticoloso lavoro, non c'era una comprensione completa della struttura dell'atomo.
Pochi anni dopo, nel 1905, uno scienziato tedesco poco noto Albert Einstein pubblicò un rapporto sulla possibilità dell'esistenza di un quanto di luce in due stati: ondulatorio e corpuscolare (particelle). Nel suo lavoro sono state fornite argomentazioni che spiegano il motivo del fallimento del modello. Tuttavia, la visione di Einstein era limitata dalla vecchia comprensione del modello dell'atomo.
Dopo numerosi lavori di Niels Bohr e dei suoi colleghi nel 1925, è nata una nuova direzione: una sorta di meccanica quantistica. Un'espressione comune - "meccanica quantistica" apparve trent'anni dopo.
Cosa sappiamo dei quanti e delle loro stranezze?
Oggi la fisica quantistica è andata abbastanza lontano. Sono stati scoperti molti fenomeni diversi. Ma cosa sappiamo veramente? La risposta è presentata da uno scienziato moderno. "O si può credere nella fisica quantistica o non capirla", è la definizione di Richard Feynman. Pensaci tu stesso. Basterà citare un fenomeno come l'entanglement quantistico delle particelle. Questo fenomeno ha precipitato il mondo scientifico in una posizione di completo smarrimento. Ancora più shockera che il paradosso risultante è incompatibile con le leggi di Newton ed Einstein.
Per la prima volta l'effetto dell'entanglement quantistico dei fotoni fu discusso nel 1927 al quinto Congresso Solvay. Sorse un'accesa discussione tra Niels Bohr ed Einstein. Il paradosso dell'entanglement quantistico ha completamente cambiato la comprensione dell'essenza del mondo materiale.
È noto che tutti i corpi sono costituiti da particelle elementari. Di conseguenza, tutti i fenomeni della meccanica quantistica si riflettono nel mondo ordinario. Niels Bohr ha detto che se non guardiamo la luna, allora non esiste. Einstein lo considerava irragionevole e credeva che l'oggetto esistesse indipendentemente dall'osservatore.
Quando si studiano i problemi della meccanica quantistica, si dovrebbe capire che i suoi meccanismi e le sue leggi sono interconnessi e non obbediscono alla fisica classica. Proviamo a capire l'area più controversa: l'entanglement quantistico delle particelle.
Teoria dell'entanglement quantistico
Per cominciare, vale la pena capire che la fisica quantistica è come un pozzo senza fondo in cui si può trovare qualsiasi cosa. Il fenomeno dell'entanglement quantistico all'inizio del secolo scorso è stato studiato da Einstein, Bohr, Maxwell, Boyle, Bell, Planck e molti altri fisici. Nel corso del ventesimo secolo, migliaia di scienziati in tutto il mondo lo hanno studiato e sperimentato attivamente.
Il mondo è soggetto alle rigide leggi della fisica
Perché c'è un tale interesse per i paradossi della meccanica quantistica? Tutto è molto semplice: viviamo, obbedendo a determinate leggi del mondo fisico. La capacità di “bypassare” la predestinazione apre una porta magica, oltredove tutto diventa possibile. Ad esempio, il concetto di "gatto di Schrödinger" porta al controllo della materia. Diventerà anche possibile teletrasportare le informazioni, che causano l'entanglement quantistico. La trasmissione delle informazioni diventerà istantanea, indipendentemente dalla distanza. Questo problema è ancora in fase di studio, ma ha un trend positivo.
Analogia e comprensione
Qual è l'unicità dell'entanglement quantistico, come comprenderlo e cosa succede con esso? Proviamo a capirlo. Ciò richiederà qualche esperimento mentale. Immagina di avere due scatole tra le mani. Ognuno di essi contiene una pallina con una striscia. Ora diamo una scatola all'astronauta e lui vola su Marte. Non appena apri la scatola e vedi che la striscia sulla palla è orizzontale, nell' altra scatola la palla avrà automaticamente una striscia verticale. Questo sarà un entanglement quantistico espresso in parole semplici: un oggetto predetermina la posizione di un altro.
Tuttavia, dovrebbe essere chiaro che questa è solo una spiegazione superficiale. Per ottenere l'entanglement quantistico, è necessario che le particelle abbiano la stessa origine, come i gemelli.
È molto importante capire che l'esperimento sarà interrotto se qualcuno prima di te avesse l'opportunità di guardare almeno uno degli oggetti.
Dove si può usare l'entanglement quantistico?
Il principio dell'entanglement quantistico può essere utilizzato per trasmettere informazioni su lunghe distanzeimmediatamente. Tale conclusione contraddice la teoria della relatività di Einstein. Dice che la velocità massima di movimento è inerente solo alla luce: trecentomila chilometri al secondo. Questo trasferimento di informazioni rende possibile il teletrasporto fisico.
Tutto nel mondo è informazione, inclusa la materia. I fisici quantistici sono giunti a questa conclusione. Nel 2008, sulla base di un database teorico, è stato possibile vedere l'entanglement quantistico ad occhio nudo.
Questo suggerisce ancora una volta che siamo sull'orlo di grandi scoperte: ci muoviamo nello spazio e nel tempo. Il tempo nell'Universo è discreto, quindi il movimento istantaneo su grandi distanze consente di entrare in diverse densità temporali (basate sulle ipotesi di Einstein, Bohr). Forse in futuro sarà una re altà proprio come lo è oggi il cellulare.
Eterdinamica e entanglement quantistico
Secondo alcuni eminenti scienziati, l'entanglement quantistico è spiegato dal fatto che lo spazio è pieno di una specie di etere - materia nera. Qualsiasi particella elementare, come sappiamo, esiste sotto forma di onda e corpuscolo (particella). Alcuni scienziati ritengono che tutte le particelle siano sulla "tela" dell'energia oscura. Questo non è facile da capire. Proviamo a capirlo in un altro modo: il metodo di associazione.
Immaginati sulla spiaggia. Brezza leggera e una leggera brezza. Vedi le onde? E da qualche parte in lontananza, nei riflessi dei raggi del sole, è visibile una barca a vela.
La nave sarà la nostra particella elementare e il mare sarà etere (scuroenergia). Il mare può essere in movimento sotto forma di onde visibili e goccioline d'acqua. Allo stesso modo, tutte le particelle elementari possono essere solo un mare (la sua parte integrante) o una particella separata - una goccia.
Questo è un esempio semplificato, tutto è un po' più complicato. Le particelle senza la presenza di un osservatore hanno la forma di un'onda e non hanno una posizione fissa.
La barca a vela bianca è un oggetto distinto, si differenzia dalla superficie e dalla struttura dell'acqua del mare. Allo stesso modo, ci sono "picchi" nell'oceano di energia che possiamo percepire come manifestazioni di forze a noi note che hanno plasmato la parte materiale del mondo.
Il micromondo vive secondo le proprie leggi
Il principio dell'entanglement quantistico può essere compreso se prendiamo in considerazione il fatto che le particelle elementari sono sotto forma di onde. Senza una posizione e caratteristiche specifiche, entrambe le particelle si trovano in un oceano di energia. Nel momento in cui appare l'osservatore, l'onda “si trasforma” in un oggetto accessibile al tatto. La seconda particella, osservando il sistema di equilibrio, acquisisce proprietà opposte.
L'articolo descritto non mira a descrizioni scientifiche capienti del mondo quantistico. La capacità di comprensione di una persona comune si basa sulla disponibilità a comprendere il materiale presentato.
La fisica delle particelle studia l'entanglement degli stati quantistici in base allo spin (rotazione) di una particella elementare.
Linguaggio scientifico (semplificato) - l'entanglement quantistico è definito da diversi giri. ANel processo di osservazione degli oggetti, gli scienziati hanno visto che possono esserci solo due rotazioni: lungo e trasversalmente. Stranamente, in altre posizioni, le particelle non "posano" per l'osservatore.
Nuova ipotesi - una nuova visione del mondo
Lo studio del microcosmo - lo spazio delle particelle elementari - ha dato origine a molte ipotesi e ipotesi. L'effetto dell'entanglement quantistico ha spinto gli scienziati a pensare all'esistenza di una sorta di microreticolo quantistico. Secondo loro, ad ogni nodo - il punto di intersezione - c'è un quanto. Tutta l'energia è un reticolo integrale e la manifestazione e il movimento delle particelle è possibile solo attraverso i nodi del reticolo.
La dimensione della "finestra" di tale grata è piuttosto piccola e la misurazione delle moderne apparecchiature è impossibile. Tuttavia, per confermare o smentire questa ipotesi, gli scienziati hanno deciso di studiare il movimento dei fotoni in un reticolo quantistico spaziale. La linea di fondo è che un fotone può muoversi sia dritto che a zigzag, lungo la diagonale del reticolo. Nel secondo caso, superata una distanza maggiore, spenderà più energie. Di conseguenza, sarà diverso da un fotone che si muove in linea retta.
Forse col tempo impareremo che viviamo in una griglia quantistica spaziale. O questa ipotesi potrebbe essere sbagliata. Tuttavia, è il principio dell'entanglement quantistico che indica la possibilità dell'esistenza di un reticolo.
In parole povere, in un ipotetico "cubo" spaziale la definizione di una faccia assume un chiaro significato opposto all' altra. Questo è il principio di preservare la struttura dello spazio -tempo.
Epilogo
Per comprendere il magico e misterioso mondo della fisica quantistica, vale la pena guardare da vicino il corso della scienza negli ultimi cinquecento anni. Un tempo la Terra era piatta, non sferica. Il motivo è ovvio: se prendi la sua forma rotonda, l'acqua e le persone non potranno resistere.
Come possiamo vedere, il problema esisteva in assenza di una visione completa di tutte le forze agenti. È possibile che la scienza moderna manchi di una visione di tutte le forze agenti per comprendere la fisica quantistica. Le lacune visive danno origine a un sistema di contraddizioni e paradossi. Forse il magico mondo della meccanica quantistica contiene le risposte a queste domande.
