Niekas ?iame pasaulyje nesupranta, kas yra kvantin? mechanika. Tai turb?t svarbiausias dalykas, kur? reikia ?inoti apie j?. ?inoma, daugelis fizik? i?moko naudotis d?sniais ir netgi nusp?ti rei?kinius, pagr?stus kvantine kompiuterija. Ta?iau vis dar neai?ku, kod?l eksperimento steb?tojas nustato sistemos elges? ir ver?ia j? u?imti vien? i? dviej? b?sen?.

?tai keletas eksperiment? pavyzd?i?, kuri? rezultatai nei?vengiamai pasikeis, veikiant steb?tojui. Jie rodo, kad kvantin? mechanika prakti?kai sprend?ia s?moningos minties ?siki?im? ? materiali? tikrov?.

?iandien yra daug kvantin?s mechanikos interpretacij?, ta?iau Kopenhagos interpretacija yra bene geriausiai ?inoma. 1920-aisiais jos bendruosius postulatus suformulavo Nielsas Bohras ir Werneris Heisenbergas.

Kopenhagos interpretacijos pagrindas buvo bang? funkcija. Tai matematin? funkcija, turinti informacij? apie visas galimas kvantin?s sistemos b?senas, kuriose ji egzistuoja vienu metu. Remiantis Kopenhagos ai?kinimu, sistemos b?sen? ir jos pad?t? kit? b?sen? at?vilgiu galima nustatyti tik stebint (bangin? funkcija naudojama tik matemati?kai apskai?iuoti tikimyb?, kad sistema bus vienoje ar kitoje b?senoje).

Galima sakyti, kad po steb?jimo kvantin? sistema tampa klasikine ir i? karto nustoja egzistuoti kitose b?senose nei ta, kurioje buvo stebima. ?i i?vada rado savo prie?inink? (prisiminkime gars?j? Ein?teino „Dievas ne?aid?ia kauliukais“), ta?iau skai?iavim? ir prognozi? tikslumas vis tiek tur?jo savo.

Nepaisant to, Kopenhagos interpretacijos ?alinink? ma??ja, o pagrindin? to prie?astis – paslaptingas momentinis bangos funkcijos ?lugimas eksperimento metu. Garsusis Erwino Schr?dingerio minties eksperimentas su varg?a kate tur?t? parodyti ?io rei?kinio absurdi?kum?. Prisiminkime detales.

Juodosios d???s viduje s?di juoda kat?, o kartu su ja nuod? buteliukas ir mechanizmas, galintis atsitiktinai i?leisti nuodus. Pavyzd?iui, radioaktyvus atomas skilimo metu gali sulau?yti burbul?. Tikslus atomo skilimo laikas ne?inomas. ?inomas tik pusin?s eliminacijos laikas, kurio metu skilimas ?vyksta su 50% tikimybe.

Akivaizdu, kad i?oriniam steb?tojui kat? d??ut?s viduje yra dviej? b?sen?: ji yra gyva, jei viskas buvo gerai, arba negyva, jei ?vyko irimas, o buteliukas sugedo. Abi ?ias b?senas apib?dina kat?s bang? funkcija, kuri laikui b?gant kinta.

Kuo daugiau laiko praeina, tuo didesn? tikimyb?, kad ?vyko radioaktyvus skilimas. Ta?iau vos tik atidarome d??ut?, bang? funkcija ?lunga ir i? karto matome ?io ne?moni?ko eksperimento rezultatus.

Ties? sakant, kol steb?tojas neatidaro d???s, kat? be galo balansuos tarp gyvyb?s ir mirties arba bus gyva ir mirusi. Jo likimas gali b?ti nulemtas tik d?l steb?tojo veiksm?. ? ?? absurd? atkreip? d?mes? Schr?dingeris.

Remiantis „The New York Times“ garsi? fizik? apklausa, elektron? difrakcijos eksperimentas yra vienas nuostabiausi? studij? mokslo istorijoje. Kokia jos prigimtis? Yra ?altinis, kuris skleid?ia elektron? spindul? ? ?viesai jautr? ekran?. Ir ?i? elektron? kelyje yra kli?tis, varin? plok?t? su dviem ply?iais.

Kokio vaizdo galime tik?tis ekrane, jei elektronai mums paprastai vaizduojami kaip ma?i ?krauti rutuliukai? Dvi juostel?s prie?ais varin?s plok?t?s angas. Ta?iau i? tikr?j? ekrane pasirodo daug sud?tingesnis kintam? balt? ir juod? juosteli? modelis. Taip yra d?l to, kad eidami pro ply?? elektronai pradeda elgtis ne tik kaip dalel?s, bet ir kaip bangos (taip elgiasi fotonai ar kitos ?viesos dalel?s, kurios vienu metu gali b?ti banga).

?ios bangos s?veikauja erdv?je, susidurdamos ir sustiprindamos viena kit?, tod?l ekrane rodomas sud?tingas kintan?i? ?viesi? ir tamsi? juost? modelis. Tuo pa?iu metu ?io eksperimento rezultatas nesikei?ia, net jei elektronai praeina po vien? – net ir viena dalel? gali b?ti banga ir vienu metu pereiti per du ply?ius. ?is postulatas buvo vienas pagrindini? Kopenhagos kvantin?s mechanikos interpretacijoje, kai dalel?s gali vienu metu kaip banga demonstruoti savo „?prastas“ fizines ir egzotines savybes.

Bet kaip apie steb?toj?? B?tent jis ?i? paini? istorij? dar labiau painioja. Kai fizikai, atlikdami tokius eksperimentus, band? naudoti prietaisus, kad nustatyt?, per kur? ply?? i? tikr?j? pra?jo elektronas, vaizdas ekrane smarkiai pasikeit? ir tapo „klasikiniu“: su dviem ap?viestomis sekcijomis, esan?iomis tiesiai prie?ais ply?ius, be joki? besikei?ian?i? juosteli?.

Atrod?, kad elektronai nenor?jo atskleisti savo bang? prigimties akylai steb?toj? akiai. Tai atrodo kaip paslaptis, apgaubta tamsos. Ta?iau yra paprastesnis paai?kinimas: sistemos steb?jimas negali b?ti atliktas be fizinio poveikio. Tai aptarsime v?liau.

2. Pakaitinti fullerenai

Daleli? difrakcijos eksperimentai buvo atliekami ne tik su elektronais, bet ir su kitais, daug didesniais objektais. Pavyzd?iui, buvo naudojami fullerenai, didel?s ir u?daros molekul?s, susidedan?ios i? keli? de?im?i? anglies atom?. Neseniai Vienos universiteto mokslinink? grup?, vadovaujama profesoriaus Zeilingerio, paband? ? ?iuos eksperimentus ?traukti steb?jimo element?. Nor?dami tai padaryti, jie lazerio spinduliais ap?vitino judan?ias fullereno molekules. Tada, kaitinamos i?orinio ?altinio, molekul?s prad?jo ?vyt?ti ir nei?vengiamai atspind?jo savo buvim? steb?tojui.

Kartu su ?ia naujove pasikeit? ir molekuli? elgsena. Iki tokio i?samaus steb?jimo fullerenai gana s?kmingai i?veng? kli?ties (pasi?ym?jo bangin?mis savyb?mis), pana?iai kaip ir ankstesniame pavyzdyje, kai elektronai atsitrenk? ? ekran?. Ta?iau esant steb?tojui, fullerenai prad?jo elgtis kaip visi?kai ?statym? paisan?ios fizin?s dalel?s.

3. Au?inimo matavimas

Vienas ?inomiausi? kvantin?s fizikos pasaulio d?sni? yra Heisenbergo neapibr??tumo principas, pagal kur? ne?manoma vienu metu nustatyti kvantinio objekto grei?io ir pad?ties. Kuo tiksliau i?matuojame dalel?s impuls?, tuo ma?iau tiksliai galime i?matuoti jos pad?t?. Ta?iau m?s? makroskopiniame realiame pasaulyje kvantini? d?sni?, veikian?i? ma?as daleles, galiojimas paprastai nepastebimas.

Naujausi JAV profesoriaus Schwabo eksperimentai labai vertingai prisideda prie ?ios srities. Kvantinis poveikis ?iuose eksperimentuose buvo ?rodytas ne elektron? ar fullereno molekuli? (kuri? skersmuo yra apytikslis 1 nm), bet ant didesni? objekt? – ma?yt?s aliuminio juostel?s. ?i juosta buvo pritvirtinta i? abiej? pusi? taip, kad jos vidurys b?t? pakabintas ir gal?t? vibruoti veikiant i?oriniam poveikiui. Be to, ?alia buvo pastatytas prietaisas, galintis tiksliai ?ra?yti juostos pad?t?. Eksperimento metu buvo atrasta keletas ?domi? dalyk?. Pirma, bet koks matavimas, susij?s su objekto pad?timi ir juostos steb?jimas, j? paveik?, po kiekvieno matavimo juostos pad?tis keit?si.

Eksperimentuotojai labai tiksliai nustat? juostos koordinates ir taip, vadovaudamiesi Heisenbergo principu, pakeit? jos greit?, taigi ir tolesn? pad?t?. Antra, ir visai netik?tai, d?l kai kuri? matavim? juosta atv?so. Taigi steb?tojas gali pakeisti fizines objekt? savybes vien j? buvimu.

4. U??alimo dalel?s

Kaip ?inia, nestabilios radioaktyviosios dalel?s skyla ne tik eksperimentuojant su kat?mis, bet ir pa?ios. Kiekviena dalel? turi vidutin? gyvavimo laik?, kuris, kaip paai?k?ja, gali pailg?ti stebint steb?tojui. ?is kvantinis efektas buvo nusp?jamas dar septintajame de?imtmetyje, o puikus eksperimentinis jo ?rodymas buvo paskelbtas Nobelio fizikos premijos laureato Wolfgango Ketterle i? Masa?usetso technologijos instituto vadovaujamos grup?s publikuotame dokumente.

?iame darbe buvo tiriamas nestabili? su?adint? rubid?io atom? skilimas. I? karto po sistemos paruo?imo atomai buvo su?adinami naudojant lazerio spindul?. Steb?jimas vyko dviem re?imais: nuolatiniu (sistema nuolat buvo veikiama nedideli? ?viesos impuls?) ir impulsiniu (sistema karts nuo karto buvo ap?vitinama galingesniais impulsais).

Gauti rezultatai visi?kai sutapo su teorin?mis prognoz?mis. I?oriniai ?viesos efektai sul?tina daleli? skilim?, gr??indami jas ? pradin? b?sen?, kuri toli gra?u n?ra irimo b?sena. ?io poveikio mastas taip pat sutapo su prognoz?mis. Maksimalus nestabili? su?adint? rubid?io atom? tarnavimo laikas padid?jo 30 kart?.

5. Kvantin? mechanika ir s?mon?

Elektronai ir fullerenai nustoja rodyti savo bangines savybes, aliuminio plok?t?s atv?sta, o nestabilios dalel?s sul?tina j? skilim?. Atidi steb?tojo akis tiesiogine prasme kei?ia pasaul?. Kod?l tai negali b?ti m?s? proto ?sitraukimo ? pasaulio darb? ?rodymas? Galb?t Carlas Jungas ir Wolfgangas Pauli (Austrijos fizikas, Nobelio premijos laureatas, kvantin?s mechanikos pradininkas) buvo teis?s, sakydami, kad fizikos ir s?mon?s d?sniai turi b?ti laikomi vienas kit? papildan?iais?

Esame per ?ingsn? nuo pripa?inimo, kad mus supantis pasaulis yra tiesiog iliuzinis m?s? proto produktas. Id?ja g?sdinanti ir viliojanti. Pabandykime v?l kreiptis ? fizikus. Ypa? pastaraisiais metais, kai vis ma?iau ?moni? tiki, kad Kopenhagos kvantin?s mechanikos interpretacija su paslaptinga bang? funkcija ?lunga ir pereina ? kasdieni?kesn? ir patikimesn? dekoherencij?.

Faktas yra tas, kad visuose ?iuose eksperimentuose su steb?jimais eksperimentuotojai nei?vengiamai paveik? sistem?. J? ap?viet? lazeriu ir ?tais? matavimo priemones. Juos vienijo svarbus principas: negalite steb?ti sistemos ar i?matuoti jos savybi?, su ja nebendrav?. Bet kokia s?veika yra savybi? keitimo procesas. Ypa? kai ma?yt? kvantin? sistema yra veikiama mil?ini?k? kvantini? objekt?. Ka?koks am?inai neutralus budizmo steb?tojas i? principo ne?manomas. Ir ?ia atsiranda terminas „dekoherence“, kuris termodinamikos po?i?riu yra negr??tamas: sistemos kvantin?s savyb?s kei?iasi s?veikaujant su kita didele sistema.

?ios s?veikos metu kvantin? sistema praranda pirmines savybes ir tampa klasikine, tarsi „paklusdama“ didelei sistemai. Tai paai?kina ir Schr?dingerio kat?s paradoks?: kat? yra per didel? sistema, tod?l jos negalima izoliuoti nuo likusio pasaulio. Pats ?io minties eksperimento planas n?ra visi?kai teisingas.

Bet kuriuo atveju, jei darytume prielaid?, kad s?mon?s k?rimo aktas yra realus, dekoherencija atrodo daug patogesnis po?i?ris. Galb?t net per patogu. Taikant ?? po?i?r?, visas klasikinis pasaulis tampa viena didele dekoherencijos pasekme. Ir kaip teig? vienos ?inomiausi? ?ios srities knyg? autorius, toks po?i?ris logi?kai veda prie toki? teigini? kaip „pasaulyje n?ra daleli?“ arba „n?ra laiko fundamentaliame lygmenyje“.

Kas yra tiesa: k?r?jas-steb?tojas ar galinga dekoherence? Turime pasirinkti vien? i? dviej? blogybi?. Nepaisant to, mokslininkai vis labiau ?sitikina, kad kvantiniai efektai yra m?s? psichini? proces? aprai?ka. O kur baigiasi steb?jimas ir prasideda tikrov?, priklauso nuo kiekvieno i? m?s?.

Kvantin? fizika radikaliai pakeit? m?s? supratim? apie pasaul?. Pagal kvantin? fizik?, savo s?mone galime daryti ?tak? atjaun?jimo procesui!

Kod?l tai ?manoma?Kvantin?s fizikos po?i?riu m?s? tikrov? yra gryn?j? potencial? ?altinis, ?aliav?, sudaran?i? m?s? k?n?, prot? ir vis? Visat? ?altinis.Universalus energijos ir informacinis laukas nenustoja keistis ir transformuotis, virsti kas sekunde kazkas naujo.

XX am?iuje atliekant fizinius eksperimentus su subatomin?mis dalel?mis ir fotonais, buvo nustatyta, kad eksperimento eigos steb?jimo faktas kei?ia jo rezultatus. Tai, ? k? sutelkiame savo d?mes?, gali reaguoti.

?? fakt? patvirtina kaskart mokslininkus nustebinantis klasikinis eksperimentas. Tai buvo kartojama daugelyje laboratorij? ir visada buvo gauti tie patys rezultatai.

?iam eksperimentui buvo paruo?tas ?viesos ?altinis ir ekranas su dviem ply?iais. Kaip ?viesos ?altinis buvo naudojamas prietaisas, kuris „?aud?“ fotonus pavieni? impuls? pavidalu.

Eksperimento eiga buvo stebima. Pasibaigus eksperimentui, fotopopieriuje, kuris buvo u? ply?i?, buvo matomos dvi vertikalios juostos. Tai foton? p?dsakai, kurie prasiskverb? pro ply?ius ir ap?viet? fotopopieri?.

Kai ?is eksperimentas buvo pakartotas automatiniu re?imu, be ?mogaus ?siki?imo, vaizdas ant fotopopieriaus pasikeit?:

Jei tyr?jas ?jung? ?rengin? ir i??jo, o po 20 minu?i? fotopopierius i?sivyst?, tada ant jo buvo aptiktos ne dvi, o daug vertikali? juosteli?. Tai buvo radiacijos p?dsakai. Bet pie?inys buvo kitoks.

Fotografinio popieriaus p?dsakas savo strukt?ra primin? bangos p?dsak?, prasiskverbiant? pro ply?ius, ?viesa gali parodyti bangos ar dalel?s savybes.

D?l paprasto steb?jimo fakto banga i?nyksta ir virsta dalel?mis. Jei nepastebite, fotopopieriuje atsiranda bangos p?dsakas. ?is fizinis rei?kinys vadinamas steb?tojo efektu.

Tie patys rezultatai buvo gauti su kitomis dalel?mis. Eksperimentai buvo kartojami daug kart?, ta?iau kiekvien? kart? jie nustebino mokslininkus. Taigi buvo atrasta, kad kvantiniame lygmenyje materija reaguoja ? ?mogaus d?mes?. Tai buvo nauja fizikoje.

Remiantis ?iuolaikin?s fizikos sampratomis, viskas materializuojasi i? tu?tumos. ?i tu?tuma vadinama „kvantiniu lauku“, „nuliniu lauku“ arba „matrica“. Tu?tumoje yra energijos, kuri gali virsti materija.

Med?iaga susideda i? koncentruotos energijos – tai esminis XX am?iaus fizikos atradimas.

Atome n?ra kiet? dali?. Objektai sudaryti i? atom?. Bet kod?l objektai yra kieti? Pir?tas, pritvirtintas prie plyt? sienos, pro j? nepraeina. Kod?l? Taip yra d?l atom? ir elektros kr?vi? da?nini? charakteristik? skirtum?. Kiekvienas atomo tipas turi savo vibracijos da?n?. Tai lemia objekt? fizini? savybi? skirtumus. Jei b?t? ?manoma pakeisti k?n? sudaran?i? atom? vibracijos da?n?, ?mogus gal?t? praeiti pro sienas. Ta?iau rankos atom? ir sienos atom? virpesi? da?niai yra artimi. Tod?l pir?tas remiasi ? sien?.

Bet kokiai s?veikai b?tinas da?nio rezonansas.

Tai lengva suprasti naudojant paprast? pavyzd?. Jei ap?viesite akmenin? sien? ?ibintuv?lio ?viesa, ?viesa bus u?blokuota siena. Ta?iau mobiliojo telefono spinduliuot? lengvai prasiskverbs pro ?i? sien?. Tai viskas apie ?ibintuv?lio ir mobiliojo telefono spinduliavimo da?ni? skirtumus. Kol j?s skaitote ?? tekst?, per j?s? k?n? teka labai skirtingos spinduliuot?s srautai. Tai kosmin? spinduliuot?, radijo signalai, signalai i? milijon? mobili?j? telefon?, i? ?em?s sklindanti spinduliuot?, saul?s spinduliuot?, buitini? prietais? sukuriama spinduliuot? ir kt.

J?s to nejau?iate, nes matote tik ?vies? ir girdite tik gars?. Net jei s?dite tyl?dami u?simerk?, j?s? galvoje sukasi milijonai pokalbi? telefonu, televizijos naujien? nuotraukos ir radijo ?inut?s. J?s to nesuvokiate, nes tarp atom?, sudaran?i? j?s? k?n?, ir spinduliuot?s n?ra da?ni? rezonanso. Bet jei yra rezonansas, tu i? karto reaguoji. Pavyzd?iui, kai prisimeni mylim? ?mog?, kuris k? tik pagalvojo apie tave. Viskas visatoje pakl?sta rezonanso d?sniams.

Pasaulis susideda i? energijos ir informacijos. Ein?teinas, daug galvoj?s apie pasaulio sandar?, pasak?: „Vienintel? visatoje egzistuojanti tikrov? yra laukas“. Kaip bangos yra j?ros k?rinys, visos materijos aprai?kos: organizmai, planetos, ?vaig?d?s, galaktikos yra lauko k?riniai.

Kyla klausimas, kaip materija sukuriama i? lauko? Kokia j?ga kontroliuoja materijos jud?jim??

Mokslininkai pateik? netik?t? atsakym?. Kvantin?s fizikos ?k?r?jas Maxas Planckas, kalb?damas apie Nobelio premij?, pasak?:

„Viskas Visatoje sukurta ir egzistuoja j?gos d?ka. Turime manyti, kad u? ?ios j?gos yra s?moningas protas, kuris yra visos materijos matrica.

MATERIJ? VALDYJA S?MON?

XX–XXI am?i? sand?roje teorin?je fizikoje atsirado nauj? id?j?, leid?ian?i? paai?kinti keistas elementari?j? daleli? savybes. Dalel?s gali atsirasti i? tu?tumos ir staiga i?nykti. Mokslininkai pripa??sta paralelini? visat? egzistavimo galimyb?. Galb?t dalel?s juda i? vieno visatos sluoksnio ? kit?. Kuriant ?ias id?jas dalyvauja tokios ??ymyb?s kaip Stephenas Hawkingas, Edwardas Wittenas, Juanas Maldacena, Leonardas Susskindas.

Pagal teorin?s fizikos sampratas, Visata primena lizdin? l?l?, kuri susideda i? daugyb?s lizdini? l?li? – sluoksni?. Tai visat? variantai – paraleliniai pasauliai. Vienas ?alia kito esantys labai pana??s. Ta?iau kuo toliau vienas nuo kito sluoksniai, tuo ma?iau pana?um? tarp j?. Teori?kai, norint pereiti i? vienos visatos ? kit?, erdv?laivi? nereikia. Visi galimi variantai yra vienas kito viduje. Pirm? kart? ?ias id?jas mokslininkai i?rei?k? XX am?iaus viduryje. XX–XXI am?i? sand?roje jie gavo matematin? patvirtinim?. ?iandien toki? informacij? visuomen? lengvai priima. Ta?iau prie? por? ?imt? met? u? tokius parei?kimus jie gal?jo b?ti sudeginti ant lau?o arba paskelbti beproti?kais.

Viskas kyla i? tu?tumos. Viskas juda. Daiktai yra iliuzija. Med?iaga susideda i? energijos. Viskas sukurta minties. ?iuose kvantin?s fizikos atradimuose n?ra nieko naujo. Visa tai ?inojo senov?s i?min?iai. Daugelyje mistini? mokym?, kurie buvo laikomi slaptais ir buvo prieinami tik iniciatoriams, buvo sakoma, kad n?ra skirtumo tarp min?i? ir objekt?.Viskas pasaulyje pilna energijos. Visata reaguoja ? mintis. Energija seka d?mes?.

Tai, ? k? sutelkiate savo d?mes?, pradeda keistis. ?ios mintys ?vairiomis formuluot?mis pateikiamos Biblijoje, senoviniuose gnostiniuose tekstuose, mistiniuose mokymuose, kurie atsirado Indijoje ir Piet? Amerikoje. Tai sp?jo senov?s piramid?i? statytojai. ?ios ?inios yra raktas ? naujas technologijas, kurios ?iandien naudojamos manipuliuoti tikrove.

M?s? k?nas yra energijos, informacijos ir intelekto laukas, kuris yra nuolatini? dinami?k? main? su aplinka b?senoje. Proto impulsai nuolat, kiekvien? sekund? suteikia k?nui nauj? form? prisitaikyti prie kintan?i? gyvenimo reikalavim?.

Kvantin?s fizikos po?i?riu, m?s? fizinis k?nas, veikiamas m?s? proto, sugeba atlikti kvantin? ?uol? i? vieno biologinio am?iaus ? kit?, nepergyvendamas vis? tarpini? am?i?. paskelbta

P.S. Ir atminkite, kad vien pakeit? savo vartojim?, mes kartu kei?iame pasaul?! © econet

Klasikin? fizika, egzistavusi iki kvantin?s mechanikos i?radimo, gamt? apib?dina ?prastu (makroskopiniu) mastu. Daugum? klasikin?s fizikos teorij? galima i?vesti kaip aproksimacijas, veikian?ias tomis mastel?mis, prie kuri? esame ?prat?. Kvantin? fizika (tai taip pat yra kvantin? mechanika) skiriasi nuo klasikinio mokslo tuo, kad susietos sistemos energija, impulsas, kampinis momentas ir kiti dyd?iai apsiriboja atskiromis reik?m?mis (kvantizacija). Objektai turi ypating? charakteristik? tiek daleli? pavidalu, tiek bang? pavidalu (bang? daleli? dvilypumas). Taip pat ?iame moksle yra ribos tikslumui, kuriuo galima i?matuoti dyd?ius (neapibr??tumo principas).

Galima sakyti, kad po kvantin?s fizikos atsiradimo tiksliuosiuose moksluose ?vyko savoti?ka revoliucija, kuri leido persvarstyti ir i?analizuoti visus senus d?snius, kurie anks?iau buvo laikomi negin?ijamomis tiesomis. Ar tai gerai ar blogai? Galb?t tai ir gerai, nes tikrasis mokslas niekada netur?t? stov?ti vietoje.

Ta?iau „kvantin? revoliucija“ buvo savoti?kas sm?gis senosios mokyklos fizikams, kurie tur?jo susitaikyti su faktu, kad tai, kuo jie tik?jo anks?iau, pasirod? es?s tik klaiding? ir archaji?k? teorij? rinkinys, kur? reikia skubiai per?i?r?ti. ir prisitaikymas prie naujos realyb?s. Dauguma fizik? entuziastingai pri?m? ?ias naujas id?jas apie gerai ?inom? moksl?, prisid?dami prie jo tyrimo, k?rimo ir ?gyvendinimo. ?iandien kvantin? fizika nustato viso mokslo dinamik?. Pa?ang?s eksperimentiniai projektai (pvz., Didysis hadron? greitintuvas) atsirado b?tent d?l jos.

Atidarymas

K? galima pasakyti apie kvantin?s fizikos pagrindus? Jis palaipsniui atsirado i? ?vairi? teorij?, skirt? paai?kinti rei?kinius, kuri? negalima suderinti su klasikine fizika, pavyzd?iui, Maxo Plancko sprendimas 1900 m. ir jo po?i?ris ? daugelio mokslini? problem? spinduliavimo problem? bei energijos ir da?nio atitikimas 1905 m. Alberto Ein?teino, kuris paai?kino fotoelektrinius efektus. Ankstyv?j? kvantin?s fizikos teorij? XX am?iaus tre?iojo de?imtme?io viduryje nuodugniai per?i?r?jo Werneris Heisenbergas, Maxas Bornas ir kiti. ?iuolaikin? teorija suformuluota ?vairiomis specialiai sukurtomis matematin?mis s?vokomis. Viename i? j? aritmetin? funkcija (arba bangin? funkcija) suteikia mums i?sami? informacij? apie impulso vietos tikimyb?s amplitud?.

?viesos bangin?s esm?s moksliniai tyrimai prasid?jo daugiau nei prie? 200 met?, kai didieji ir pripa?inti to meto mokslininkai pasi?l?, suk?r? ir ?rod? ?viesos teorij?, pagr?st? savo eksperimentiniais steb?jimais. Jie tai vadino banga.

1803 m. garsus angl? mokslininkas Thomas Youngas atliko savo gars?j? dvigub? eksperiment?, po kurio para?? gars?j? veikal? „Apie ?viesos ir spalvos prigimt?“, suvaidinus? did?iul? vaidmen? formuojant ?iuolaikines id?jas apie ?iuos mums ?inomus rei?kinius. visi. ?is eksperimentas suvaidino pagrindin? vaidmen? bendram ?ios teorijos pripa?inimui.

Tokie eksperimentai da?nai apra?omi ?vairiose knygose, pavyzd?iui, „Kvantin?s fizikos pagrindai manekenams“. ?iuolaikiniai eksperimentai su elementari?j? daleli? pagrei?iu, pavyzd?iui, Higso bozono paie?ka Did?iajame hadron? greitintuve (sutrumpintai LHC) atliekami b?tent tam, kad b?t? galima rasti praktin? daugelio grynai teorini? kvantini? teorij? patvirtinim?.

Istorija

1838 metais Michaelas Farad?jus, viso pasaulio d?iaugsmui, atrado katodinius spindulius. Po ?i? sensacing? tyrim? sek? Gustavo Kirchhoffo teiginys apie radiacijos problem?, vadinam?j? „juod?j? k?n?“ (1859), taip pat garsioji Ludwigo Boltzmanno prielaida, kad bet kurios fizin?s sistemos energetin?s b?senos taip pat gali. b?k diskreti?kas (1877). ). V?liau pasirod? Maxo Plancko (1900) sukurta kvantin? hipotez?. Jis laikomas vienu i? kvantin?s fizikos pagrind?. Dr?sus teiginys, kad energija gali b?ti i?spinduliuojama ir sugerta atskiruose „kvantuose“ (arba energijos paketuose), tiksliai atitinka stebimus juodojo k?no spinduliavimo modelius.

Didel? ind?l? ? kvantin? fizik? ?ne?? visame pasaulyje ?inomas Albertas Ein?teinas. Su?av?tas kvantini? teorij?, jis suk?r? savo. Bendroji reliatyvumo teorija – taip ji vadinama. Kvantin?s fizikos atradimai taip pat tur?jo ?takos specialiosios reliatyvumo teorijos raidai. Daugelis mokslinink? pra?jusio am?iaus pirmoje pus?je prad?jo tyrin?ti ?? moksl? Ein?teino pasi?lymu. Ji tuo metu buvo prie?akyje, visiems patiko, visi ja dom?josi. Nieko keisto, nes ji u?vert? tiek daug „skyli?“ klasikiniame fizikos moksle (ta?iau suk?r? ir nauj?), pasi?l? mokslin? kelioni? laiku, telekinez?s, telepatijos ir paralelini? pasauli? pateisinim?.

Steb?tojo vaidmuo

Bet koks ?vykis ar b?sena tiesiogiai priklauso nuo steb?tojo. Da?niausiai taip kvantin?s fizikos pagrindai trumpai paai?kinami iki tiksli?j? moksl? nutolusiems ?mon?ms. Ta?iau i? tikr?j? viskas yra daug sud?tingiau.

Tai puikiai dera su daugeliu okultini? ir religini? tradicij?, kurios ?imtme?ius reikalavo ?moni? geb?jimo daryti ?tak? aplinkiniams ?vykiams. Tam tikra prasme tai yra ir mokslinio ekstrasensorinio suvokimo paai?kinimo pagrindas, nes dabar teiginys, kad ?mogus (steb?tojas) geba minties galia paveikti fizinius ?vykius, neatrodo absurdi?kas.

Kiekviena stebimo ?vykio ar objekto savoji b?sena atitinka sav?j? steb?tojo vektori?. Jei operatoriaus (steb?tojo) spektras yra diskretus, stebimas objektas gali pasiekti tik atskiras sav?sias reik?mes. Tai yra, steb?jimo objekt?, taip pat jo savybes, visi?kai nustato ?is operatorius.

Skirtingai nuo ?prastos klasikin?s mechanikos (arba fizikos), negalima vienu metu numatyti konjuguot? kintam?j?, toki? kaip pad?tis ir impulsas. Pavyzd?iui, elektronai gali (su tam tikra tikimybe) b?ti apytiksliai tam tikrame erdv?s regione, ta?iau matematin? tiksli j? pad?tis i? tikr?j? ne?inoma.

Aplink atomo branduol? galima nubr??ti pastovaus tikimyb?s tankio kont?rus, da?nai vadinamus „debesimis“, kad b?t? galima suprasti, kur grei?iausiai yra elektronas. Heisenbergo neapibr??tumo principas ?rodo nesugeb?jim? tiksliai nustatyti dalel?s vietos, atsi?velgiant ? jos konjuguot? impuls?. Kai kurie ?ios teorijos modeliai turi grynai abstrakt? skai?iavimo pob?d? ir nerei?kia taikomosios vert?s. Ta?iau jie da?nai naudojami sud?tingoms s?veikoms lygiu ir kitiems subtiliems dalykams apskai?iuoti. Be to, ?i fizikos ?aka leido mokslininkams daryti prielaid? apie daugelio pasauli? real? egzistavim?. Galb?t netrukus gal?sime juos pamatyti.

bang? funkcijos

Kvantin?s fizikos d?sniai yra labai plat?s ir ?vair?s. Jie susikerta su bang? funkcij? id?ja. Kai kurios specialios sukuria tikimybi? sklaid?, kuri i? prigimties yra pastovi arba nepriklausoma nuo laiko, pavyzd?iui, kai stacionarioje energijos b?senoje laikas tarsi i?nyksta bangos funkcijos at?vilgiu. Tai vienas i? kvantin?s fizikos padarini?, kuris jai yra esminis. ?domus faktas yra tai, kad ?iame ne?prastame moksle laiko rei?kinys buvo radikaliai per?i?r?tas.

Perturbacijos teorija

Ta?iau yra keletas patikim? b?d? sukurti sprendimus, reikalingus dirbti su kvantin?s fizikos formul?mis ir teorijomis. Vienas i? toki? metod?, paprastai ?inomas kaip „perturbacijos teorija“, naudoja analitin? elementaraus kvantinio mechaninio modelio rezultat?. Jis buvo sukurtas siekiant gauti rezultatus i? eksperiment? ir sukurti dar sud?tingesn? model?, susijus? su paprastesniu modeliu. ?ia yra rekursija.

?is po?i?ris ypa? svarbus kvantinio chaoso teorijoje, kuri itin populiari ?vairiems ?vykiams mikroskopin?je tikrov?je interpretuoti.

Taisykl?s ir ?statymai

Kvantin?s mechanikos taisykl?s yra pagrindin?s. Jie teigia, kad sistemos diegimo erdv? yra absoliu?iai esmin? (ji turi ta?kin? produkt?). Kitas teiginys yra tas, kad ?ios sistemos stebimi efektai tuo pa?iu metu yra ir savoti?ki operatoriai, kurie veikia vektorius ?ioje terp?je. Ta?iau jie mums nepasako, kuri Hilbert erdv? ar operatoriai ?iuo metu egzistuoja. Juos galima tinkamai pasirinkti, norint gauti kiekybin? kvantin?s sistemos apra?ym?.

Reik?m? ir ?taka

Nuo tada, kai atsirado ?is ne?prastas mokslas, daugelis antiintuityvi? kvantin?s mechanikos tyrim? aspekt? ir rezultat? suk?l? garsi? filosofini? diskusij? ir daugyb? interpretacij?. Netgi esminiai klausimai, tokie kaip ?vairi? amplitudi? ir tikimybi? skirstini? skai?iavimo taisykl?s, nusipelno visuomen?s ir daugelio pirmaujan?i? mokslinink? pagarbos.

Pavyzd?iui, vien? dien? jis li?dnai pasteb?jo, kad n?ra visi?kai tikras, kad kuris nors i? mokslinink? apskritai supranta kvantin? mechanik?. Pasak Steveno Weinbergo, ?iuo metu n?ra universalaus kvantin?s mechanikos ai?kinimo. Tai rodo, kad mokslininkai suk?r? „pabais?“, kad iki galo suprast? ir paai?kint?, kurios egzistavimo jie patys nesugeba. Ta?iau tai jokiu b?du nekenkia ?io mokslo aktualumui ir populiarumui, o pritraukia jaunus specialistus, norin?ius spr?sti tikrai sud?tingas ir nesuprantamas problemas.

Be to, kvantin? mechanika privert? visi?kai per?i?r?ti objektyvius fizinius Visatos d?snius, o tai yra gera ?inia.

Kopenhagos interpretacija

Pagal ?? ai?kinim? standartinis prie?astingumo apibr??imas, mums ?inomas i? klasikin?s fizikos, nebereikalingas. Remiantis kvantin?mis teorijomis, prie?astingumas mums ?prasta prasme i? viso neegzistuoja. Visi fizikiniai rei?kiniai juose paai?kinami ma?iausi? elementari?j? daleli? s?veikos subatominiame lygmeniu po?i?riu. ?i sritis, nepaisant atrodan?ios netikrumo, yra labai perspektyvi.

kvantin? psichologija

K? galima pasakyti apie kvantin?s fizikos ir ?mogaus s?mon?s ry??? Tai gra?iai para?yta knygoje, kuri? 1990 m. para?? Robertas Antonas Wilsonas, pavadinimu Kvantin? psichologija.

Remiantis knygoje i?d?styta teorija, visus m?s? smegenyse vykstan?ius procesus lemia ?iame straipsnyje apra?yti d?sniai. Tai yra, tai savoti?kas bandymas pritaikyti kvantin?s fizikos teorij? psichologijai. ?i teorija laikoma paramoksline ir akademin?s bendruomen?s nepripa??sta.

Wilsono knyga i?siskiria tuo, kad joje pateikia ?vairi? technik? ir praktik? rinkin?, vienaip ar kitaip ?rodan?i? jo hipotez?. Vienaip ar kitaip, skaitytojas turi pats nuspr?sti, ar jis tiki toki? bandym? pritaikyti matematinius ir fizikinius modelius humanitariniams mokslams gyvybingumu.

Kai kurie Wilsono knyg? laik? bandymu pateisinti mistin? m?stym? ir susieti j? su moksli?kai ?rodytomis naujovi?komis fizin?mis formuluot?mis. ?is labai nebanalus ir ?sp?dingas darbas buvo paklausus daugiau nei 100 met?. Knyga leid?iama, ver?iama ir skaitoma visame pasaulyje. Kas ?ino, galb?t tobul?jant kvantinei mechanikai pasikeis ir mokslo bendruomen?s po?i?ris ? kvantin? psichologij?.

I?vada

D?l ?ios nuostabios teorijos, kuri netrukus tapo atskiru mokslu, gal?jome tyrin?ti supan?i? tikrov? subatomini? daleli? lygmeniu. Tai yra ma?iausias i? vis? galim? lygi?, visi?kai neprieinamas m?s? suvokimui. Tai, k? fizikai anks?iau ?inojo apie m?s? pasaul?, reikia skubiai per?i?r?ti. Absoliu?iai visi su tuo sutinka. Tapo akivaizdu, kad skirtingos dalel?s gali s?veikauti viena su kita visi?kai ne?sivaizduojamais atstumais, kuriuos galime i?matuoti tik sud?tingomis matematin?mis formul?mis.

Be to, kvantin? mechanika (ir kvantin? fizika) ?rod? daugelio lygiagre?i? realybi?, kelioni? laiku ir kit? dalyk?, kurie istorijoje buvo laikomi tik mokslin?s fantastikos dalykais, galimyb?. Tai neabejotinai did?iulis ind?lis ne tik ? moksl?, bet ir ? ?monijos ateit?.

Mokslinio pasaulio paveikslo m?g?jams ?is mokslas gali b?ti ir draugas, ir prie?as. Faktas yra tas, kad kvantin? teorija atveria pla?ias galimybes ?vairioms spekuliacijoms paramoksline tema, kaip jau buvo parodyta vienos i? alternatyvi? psichologini? teorij? pavyzdyje. Kai kurie ?iuolaikiniai okultistai, ezoterikai ir alternatyvi? religini? bei dvasini? jud?jim? ?alininkai (da?niausiai psichokultai) kreipiasi ? teorines ?io mokslo konstrukcijas, siekdami pagr?sti savo mistini? teorij?, ?sitikinim? ir praktik? racionalum? ir teisingum?.

Tai precedento neturintis atvejis, kai paprasti teoretik? sp?jimai ir abstrak?ios matematin?s formul?s suk?l? tikr? mokslo revoliucij? ir suk?r? nauj? moksl?, kuris i?brauk? visk?, kas buvo ?inoma anks?iau. Tam tikru mastu kvantin? fizika paneig? Aristotelio logikos d?snius, nes parod?, kad renkantis „arba-arba“ yra dar viena (arba, galb?t, kelios) alternatyva.

Sveiki mieli skaitytojai. Jei nenorite atsilikti nuo gyvenimo, b?ti tikrai laimingu ir sveiku ?mogumi, turite ?inoti kvantin?s ?iuolaikin?s fizikos paslaptis, bent ?iek tiek ?sivaizduoti, kokias visatos gelmes mokslininkai i?kas?. ?iandien. J?s neturite laiko gilintis ? gilias mokslines detales, bet norite suvokti tik esm?, o pamatyti ne?inomo pasaulio gro??, tada ?is straipsnis: kvantin? fizika paprastiems manekenams ar, galima sakyti, nam? ?eiminink?ms, yra tiesiog tau. Pabandysiu paai?kinti, kas yra kvantin? fizika, bet paprastais ?od?iais, ai?kiai parodyti.

„Koks ry?ys tarp laim?s, sveikatos ir kvantin?s fizikos?“ – klausiate.

Faktas yra tai, kad jis padeda atsakyti ? daugel? nesuprantam? klausim?, susijusi? su ?mogaus s?mone, s?mon?s ?taka k?nui. Deja, medicina, pasikliaudama klasikine fizika, ne visada padeda mums b?ti sveikiems. Ir psichologija negali tinkamai pasakyti, kaip rasti laim?.

Tik gilesnis pasaulio pa?inimas pad?s suprasti, kaip i? tikr?j? susidoroti su liga ir kur gyvena laim?. ?ios ?inios randamos giliuose visatos sluoksniuose. Kvantin? fizika ateina ? pagalb?. Greitai tu visk? su?inosi.

K? paprastais ?od?iais tiria kvantin? fizika

Taip, i? ties?, kvantin? fizik? labai sunku suprasti, nes ji tiria mikropasaulio d?snius. Tai yra pasaulis savo gilesniuose sluoksniuose, labai ma?ais atstumais, kur ?mogui labai sunku ?i?r?ti.

O pasaulis, pasirodo, ten elgiasi labai keistai, paslaptingai ir nesuprantamai, ne taip, kaip esame ?prat?.

Taigi visas kvantin?s fizikos sud?tingumas ir nesusipratimas.

Ta?iau perskait? ?? straipsn? prapl?site savo ?ini? akirat? ir pa?velgsite ? pasaul? visai kitaip.

Trumpai apie kvantin?s fizikos istorij?

Viskas prasid?jo XX am?iaus prad?ioje, kai Niutono fizika negal?jo paai?kinti daugelio dalyk? ir mokslininkai pateko ? aklaviet?. Tada Maxas Planckas pristat? kvanto s?vok?. Albertas Ein?teinas per?m? ?i? id?j? ir ?rod?, kad ?viesa sklinda ne nuolat, o dalimis – kvantais (fotonais). Prie? tai buvo manoma, kad ?viesa turi bangin? pob?d?.

Bet kaip v?liau paai?k?jo, bet kuri elementarioji dalel? yra ne tik kvantin?, tai yra kietoji dalel?, bet ir banga. Taip kvantin?je fizikoje atsirado korpuskulin?s bangos dualizmas – pirmasis paradoksas ir paslapting? mikropasaulio rei?kini? atradim? prad?ia.

?domiausi paradoksai prasid?jo, kai buvo atliktas garsusis dvigubo ply?io eksperimentas, po kurio paslap?i? tapo daug daugiau. Galima sakyti, kad kvantin? fizika prasid?jo nuo jo. Pa?velkime ? tai.

Dvigubo ply?io eksperimentas kvantin?je fizikoje

?sivaizduokite plok?t? su dviem vertikali? juosteli? formos ply?iais. U? ?ios plok?t?s pastatysime ekran?. Jei nukreipsime ?vies? ? plok?t?, ekrane pamatysime trukd?i? model?. Tai yra, kintamos tamsios ir ry?kios vertikalios juostel?s. Trikd?iai yra ka?ko, m?s? atveju ?viesos, bangos elgsenos rezultatas.

Jei perleisite vandens bang? per dvi vienas ?alia kito esan?ias skyles, suprasite, kas yra trukd?iai. Tai rei?kia, kad ?viesa yra tarsi bangin?. Ta?iau, kaip ?rod? fizika, tiksliau Ein?teinas, jis plinta foton? dalel?mis. Jau paradoksas. Bet viskas gerai, korpuskulin?s bangos dualizmas m?s? nebestebins. Kvantin? fizika mums sako, kad ?viesa elgiasi kaip banga, bet yra sudaryta i? foton?. Ta?iau stebuklai tik prasideda.

Prie?ais l?k?t? su dviem ply?iais pastatykime ginkl?, kuris skleis ne ?vies?, o elektronus. Prad?kime ?audyti elektronus. K? pamatysime ekrane u? l?k?t?s?

Juk elektronai yra dalel?s, o tai rei?kia, kad elektron? srautas, eidamas per du ply?ius, ekrane tur?t? palikti tik dvi juosteles, du p?dsakus prie?ais ply?ius. Ar ?sivaizdavote, kad akmenukai praskrieja per du ply?ius ir atsitrenkia ? ekran??

Bet k? mes i? tikr?j? matome? Visiems tas pats trukd?i? modelis. Kokia i?vada: elektronai sklinda bangomis. Taigi elektronai yra bangos. Bet juk tai elementari dalel?. V?l korpuskulin?s bangos dualizmas fizikoje.

Ta?iau galime daryti prielaid?, kad gilesniame lygyje elektronas yra dalel?, o kai ?ios dalel?s susijungia, jos pradeda elgtis kaip bangos. Pavyzd?iui, j?ros banga yra banga, ta?iau j? sudaro vandens la?eliai, o ma?esniame lygyje – molekul?s, o v?liau – atomai. Gerai, logika tvirta.

Tada ?audykime i? ginklo ne elektron? srautu, o i?leiskime elektronus atskirai, po tam tikro laiko. Tarsi pro ply?ius eitume ne j?ros banga, o spjaudytume pavienius la?us i? vaiki?ko vandens pistoleto.

Visi?kai logi?ka, kad tokiu atveju skirtingi vandens la?ai nukrist? ? skirtingus ply?ius. U? plok?t?s esan?iame ekrane mat?si ne bangos trukd?i? ra?tas, o du skirtingi sm?gio pakra??iai prie?ais kiekvien? ply??. T? pat? pamatysime, jei mestume ma?us akmen?lius, jie, praskrisdami pro du ply?ius, palikt? p?dsak?, tarsi ?e??l? i? dviej? skyli?. Dabar nu?aukime atskirus elektronus, kad pamatytume ?ias dvi juosteles ekrane nuo elektron? sm?gi?. Vien? paleido, lauk?, antr?, lauk? ir t.t. Tok? eksperiment? pavyko atlikti kvantiniams fizikai.

Bet siaubas. Vietoj ?i? dviej? pakra??i? gaunami tie patys interferenciniai keli? pakra??i? kaitai. Kaip tai? Taip gali nutikti, jei elektronas vienu metu praskrieja per du ply?ius, bet u? plok?t?s, kaip banga, susiduria su savimi ir trukdo. Bet taip negali b?ti, nes dalel? negali b?ti dviejose vietose vienu metu. Jis skrenda per pirm?j? lizd? arba per antr?j?.

?ia prasideda tikrai fantasti?ki kvantin?s fizikos dalykai.

Superpozicija kvantin?je fizikoje

Atlik? gilesn? analiz?, mokslininkai i?siai?kina, kad bet kuri elementari kvantin? dalel? arba ta pati ?viesa (fotonas) i? tikr?j? gali b?ti keliose vietose vienu metu. Ir tai ne stebuklai, o tikri mikrokosmoso faktai. Taip sako kvantin? fizika. ?tai kod?l ?audydami ? atskir? dalel? i? patrankos matome trukd?i? rezultat?. U? plok?t?s elektronas susiduria su savimi ir sukuria interferencijos model?.

Paprasti makrokosmoso objektai visada yra vienoje vietoje, turi vien? b?sen?. Pavyzd?iui, dabar s?dite ant k?d?s, sveriate, tarkime, 50 kg, pulso da?nis yra 60 d??i? per minut?. ?inoma, ?ios indikacijos pasikeis, bet po kurio laiko pasikeis. Juk negali b?ti namuose ir darbe vienu metu, sveriantis 50 ir 100 kg. Visa tai suprantama, tai yra sveikas protas.

Mikrokosmoso fizikoje viskas yra kitaip.

Kvantin? mechanika teigia, ir tai jau buvo patvirtinta eksperimenti?kai, kad bet kuri elementarioji dalel? vienu metu gali b?ti ne tik keliuose erdv?s ta?kuose, bet ir tur?ti kelias b?senas vienu metu, pavyzd?iui, suktis.

Visa tai netelpa ? galv?, griauna ?prast? pasaulio id?j?, senuosius fizikos d?snius, apver?ia m?stym?, galima dr?siai sakyti, veda i? proto.

Taip kvantin?je mechanikoje suprantame termin? „superpozicija“.

Superpozicija rei?kia, kad mikrokosmoso objektas vienu metu gali b?ti skirtinguose erdv?s ta?kuose ir vienu metu tur?ti kelias b?senas. Ir tai yra normalu elementarioms dalel?ms. Toks yra mikropasaulio d?snis, kad ir kaip keistai ir fantasti?kai jis atrodyt?.

Nustembate, bet tai tik g?l?s, nepaai?kinami kvantin?s fizikos stebuklai, paslaptys ir paradoksai dar laukia.

Bang? funkcijos ?lugimas fizikoje paprastais ?od?iais

Tada mokslininkai nusprend? i?siai?kinti ir tiksliau pa?i?r?ti, ar elektronas i? ties? praeina pro abu ply?ius. Staiga jis praeina per vien? ply??, tada ka?kaip atsiskiria ir, eidamas pro j?, sukuria trukd?i? model?. Na, niekada ne?inai. Tai yra, ?alia ply?io reikia pastatyti kok? nors ?rengin?, kuris tiksliai fiksuot? elektrono pra?jim? pro j?. Ne anks?iau pasakyta, nei padaryta. ?inoma, tai sunku ?gyvendinti, norint pamatyti elektrono pra?jim?, reikia ne ?renginio, o ka?ko kito. Ta?iau mokslininkai tai padar?.

Ta?iau galiausiai rezultatas visus priblo?k?.

Kai tik pradedame ?i?r?ti, pro kur? ply?? praeina elektronas, jis pradeda elgtis ne kaip banga, ne kaip keista med?iaga, kuri vienu metu yra skirtinguose erdv?s ta?kuose, o kaip ?prasta dalel?. Tai yra, jis pradeda rodyti specifines kvanto savybes: jis yra tik vienoje vietoje, eina per vien? ply??, turi vien? sukimosi reik?m?. Tai, kas rodoma ekrane, yra ne trukd?i? ra?tas, o paprastas p?dsakas prie?ais ply??.

Bet kaip tai ?manoma. Tarsi elektronas juokauja, ?aid?ia su mumis. I? prad?i? ji elgiasi kaip banga, o paskui, kai nusprend?me pa?velgti ? jos pra?jim? pro ply??, ji pasi?ymi kietosios dalel?s savyb?mis ir praeina tik per vien? ply??. Bet taip yra mikrokosmose. Tai yra kvantin?s fizikos d?sniai.

Mokslininkai ??velg? dar vien? paslapting? elementari?j? daleli? savyb?. Taip kvantin?je fizikoje atsirado bangin?s funkcijos neapibr??tumo ir ?lugimo s?vokos.

Kai elektronas skrenda link tarpo, jis yra neapibr??toje b?senoje arba, kaip min?jome auk??iau, superpozicijoje. Tai yra, jis elgiasi kaip banga, vienu metu yra skirtinguose erdv?s ta?kuose, turi dvi sukimosi reik?mes (sukimas turi tik dvi reik?mes). Jei mes jo neliestume, nebandytume ?i?r?ti, tiksliai nesu?inot?, kur jis yra, jei nei?matuotume jo sukimosi vert?s, jis kaip banga praskris per du ply?ius ties tuo pa?iu metu, o tai rei?kia, kad tai sukurt? trukd?i? model?. Kvantin? fizika apra?o jos trajektorij? ir parametrus naudodama bang? funkcij?.

Po to, kai atlikome matavim? (o mikropasaulio dalel? galima i?matuoti tik s?veikaujant su ja, pavyzd?iui, susid?rus su ja kita dalele), tada bangin? funkcija ?lunga.

Tai yra, dabar elektronas yra tiksliai vienoje erdv?s vietoje, turi vien? sukimosi reik?m?.

Galima sakyti, kad elementarioji dalel? yra kaip vaiduoklis, atrodo, kad ji egzistuoja, bet tuo pa?iu ji n?ra vienoje vietoje ir su tam tikra tikimybe gali b?ti bet kur bangin?s funkcijos apra?yme. Ta?iau kai tik pradedame su juo susisiekti, jis i? vaiduokli?ko objekto virsta tikra ap?iuopiama substancija, kuri elgiasi kaip ?prasti mums pa??stami klasikinio pasaulio objektai.

„Tai fantasti?ka“, – sakote j?s. ?inoma, bet kvantin?s fizikos stebuklai tik prasideda. Pats ne?tik?tiniausias dar laukia. Ta?iau pails?kime nuo informacijos gausos ir gr??kime prie kvantini? nuotyki? kit? kart?, kitame straipsnyje. Tuo tarpu apm?stykite tai, ko i?mokote ?iandien. Prie ko tokie stebuklai gali privesti? Juk jie mus supa, tai m?s? pasaulio savyb?, nors ir gilesniame lygmenyje. Ar vis dar manome, kad gyvename nuobod?iame pasaulyje? Bet i?vadas padarysime v?liau.

Apie kvantin?s fizikos pagrindus band?iau kalb?ti trumpai ir ai?kiai.

Bet jei ko nesupranti, tai pa?i?r?k ?? animacin? filmuk? apie kvantin? fizik?, apie eksperiment? su dviem ply?iais, ten taip pat viskas papasakota suprantama, paprasta kalba.

Animacinis filmas apie kvantin? fizik?:

Arba galite pa?i?r?ti ?? vaizdo ?ra??, viskas stos ? savo vietas, kvantin? fizika yra labai ?domi.

Vaizdo ?ra?as apie kvantin? fizik?:

Kaip anks?iau apie tai ne?inojote?

?iuolaikiniai kvantin?s fizikos atradimai kei?ia mums pa??stam? material?j? pasaul?.

Fizika yra paslaptingiausias i? vis? moksl?. Fizika suteikia mums supratim? apie mus supant? pasaul?. Fizikos d?sniai yra absoliut?s ir galioja visiems be i?imties, nepriklausomai nuo asmens ir socialin?s pad?ties.

?is straipsnis skirtas vyresniems nei 18 met? asmenims.

Ar tau jau 18 met??

Pagrindiniai kvantin?s fizikos atradimai

Izaokas Niutonas, Nikola Tesla, Albertas Ein?teinas ir daugelis kit? yra didieji ?monijos vedliai nuostabiame fizikos pasaulyje, kurie, kaip prana?ai, atskleid? ?monijai did?iausias visatos paslaptis ir geb?jim? valdyti fizinius rei?kinius. J? ?viesios galvos perr??? neprotingos daugumos ne?inios tams? ir tarsi kelrod? ?vaig?d? rod? keli? ?monijai nakties tamsoje. Vienas i? ?i? laidinink? fizikos pasaulyje buvo Maxas Planckas, kvantin?s fizikos t?vas.

Maxas Planckas yra ne tik kvantin?s fizikos ?k?r?jas, bet ir visame pasaulyje ?inomos kvantin?s teorijos autorius. Kvantin? teorija yra svarbiausias kvantin?s fizikos komponentas. Paprastai tariant, ?i teorija apib?dina mikrodaleli? jud?jim?, elges? ir s?veik?. Kvantin?s fizikos ?k?r?jas mums atne?? ir daug kit? mokslini? darb?, tapusi? kertiniais ?iuolaikin?s fizikos akmenimis:

• ?ilumin?s spinduliuot?s teorija;
• specialioji reliatyvumo teorija;
• termodinamikos srities tyrimai;
• tyrimai optikos srityje.

Kvantin?s fizikos teorija apie mikrodaleli? elges? ir s?veik? tapo kondensuot?j? med?iag? fizikos, elementari?j? daleli? fizikos ir didel?s energijos fizikos pagrindu. Kvantin? teorija mums paai?kina daugelio m?s? pasaulio rei?kini? esm? – nuo elektronini? kompiuteri? veikimo iki dangaus k?n? sandaros ir elgesio. ?ios teorijos k?r?jas Maxas Planckas savo atradimo d?ka leido mums suvokti tikr?j? daugelio dalyk? esm? elementari?j? daleli? lygmenyje. Ta?iau ?ios teorijos suk?rimas toli gra?u n?ra vienintelis mokslininko nuopelnas. Jis pirmasis atrado pagrindin? visatos d?sn? – energijos tverm?s d?sn?. Maxo Plancko ind?l? ? moksl? sunku pervertinti. Trumpai tariant, jo atradimai ne?kainojami fizikos, chemijos, istorijos, metodologijos ir filosofijos srityse.

kvantinio lauko teorija

Trumpai tariant, kvantinio lauko teorija yra mikrodaleli?, taip pat j? elgesio erdv?je, s?veikos ir abipusi? transformacij? apra?ymo teorija. ?i teorija tiria kvantini? sistem? elges? vadinamuosiuose laisv?s laipsniuose. ?is gra?us ir romanti?kas vardas daugeliui i? m?s? nieko nesako. Manekenams laisv?s laipsniai yra nepriklausom? koordina?i?, reikaling? mechanin?s sistemos jud?jimui nurodyti, skai?ius. Paprastais ?od?iais tariant, laisv?s laipsniai yra jud?jimo charakteristikos. ?domi? atradim? elementari?j? daleli? s?veikos srityje padar? Stevenas Weinbergas. Jis atrado vadinam?j? neutrali? srov? – kvark? ir lepton? s?veikos princip?, u? kur? 1979 metais gavo Nobelio premij?.

Maxo Plancko kvantin? teorija

Devintajame XVIII am?iaus de?imtmetyje vokie?i? fizikas Maksas Plankas ?m?si ?ilumin?s spinduliuot?s tyrimo ir galiausiai gavo energijos paskirstymo formul?. Kvantin? hipotez?, gimusi ?i? tyrim? metu, ?ym?jo kvantin?s fizikos, taip pat kvantinio lauko teorijos, atrastos 1900 m., prad?i?. Planko kvantin? teorija teigia, kad ?ilumin?s spinduliuot?s metu pagaminta energija i?spinduliuojama ir sugeriama ne nuolat, o epizodi?kai, kvanti?kai. D?l ?io Maxo Plancko atradimo 1900-ieji tapo kvantin?s mechanikos gimimo metais. Taip pat verta pamin?ti Plancko formul?. Trumpai tariant, jo esm? tokia – ji pagr?sta k?no temperat?ros ir jo spinduliavimo santykiu.

Kvantin?-mechanin? atomo sandaros teorija

Kvantin? mechanin? atomo sandaros teorija yra viena i? pagrindini? kvantin?s fizikos ir apskritai fizikos s?vok? teorij?. ?i teorija leid?ia suprasti visko, kas materialu, strukt?r? ir atveria paslapties ?yd?, i? ko daiktai i? tikr?j? susideda. O ?ios teorijos pagrindu padarytos i?vados labai netik?tos. Trumpai apsvarstykite atomo strukt?r?. Taigi i? ko i? tikr?j? sudarytas atomas? Atomas susideda i? branduolio ir elektron? debesies. Atomo pagrinde, jo branduolyje yra beveik visa paties atomo mas? – daugiau nei 99 proc. Branduolys visada turi teigiam? kr?v? ir nustato chemin? element?, kurio dalis yra atomas. ?domiausia atomo branduolyje yra tai, kad jame yra beveik visa atomo mas?, bet tuo pa?iu jis u?ima tik vien? de?imt? t?kstant?j? jo t?rio. Kas i? to seka? O i?vada labai netik?ta. Tai rei?kia, kad tanki med?iaga atome yra tik viena de?imtoji t?kstantoji dalis. O kaip d?l viso kito? Visa kita atome yra elektron? debesys.

Elektron? debesis n?ra nuolatin? ir net, ties? sakant, ne materiali med?iaga. Elektron? debesis yra tik elektron? atsiradimo atome tikimyb?. Tai yra, branduolys atome u?ima tik vien? de?imt?j? t?kstant?j? dal?, o visa kita yra tu?tuma. O jei atsi?velgsime ? tai, kad visi mus supantys objektai – nuo dulki? daleli? iki dangaus k?n?, planet? ir ?vaig?d?i? – sudaryti i? atom?, paai?k?t?, kad viskas, kas materialu, i? tikr?j? yra daugiau nei 99 procentai tu?tumos. ?i teorija atrodo visi?kai ne?tik?tina, o jos autorius bent jau kliedesinis ?mogus, nes aplinkui esantys daiktai yra vientisos konsistencijos, turi svorio ir jau?iami. Kaip tai gali b?ti tu?tuma? Ar ? ?i? materijos sandaros teorij? ?siv?l? klaida? Bet ?ia n?ra jokios klaidos.

Visi material?s dalykai atrodo tank?s tik d?l atom? s?veikos. Daiktai turi vientis? ir tanki? konsistencij? tik d?l traukos ar atst?mimo tarp atom?. Tai u?tikrina chemini? med?iag? kristalin?s gardel?s, i? kurios susideda visa med?iaga, tank? ir kietum?. Ta?iau ?domus momentas, kai, pavyzd?iui, kei?iasi aplinkos temperat?ros s?lygos, gali susilpn?ti ry?iai tarp atom?, tai yra j? trauka ir atst?mimas, o tai lemia kristalin?s gardel?s susilpn?jim? ir net jos sunaikinim?. Tai paai?kina med?iag? fizikini? savybi? pasikeitim? kaitinant. Pavyzd?iui, kaitinant gele??, ji tampa skysta ir gali b?ti bet kokios formos. O kai ledas tirpsta, kristalin?s gardel?s sunaikinimas lemia med?iagos b?senos pasikeitim?, ir ji i? kietos tampa skysta. Tai yra ai?k?s ry?i? tarp atom? susilpn?jimo ir d?l to kristalin?s gardel?s susilpn?jimo arba sunaikinimo pavyzd?iai, leid?iantys med?iagai tapti amorfine. O toki? paslapting? metamorfozi? prie?astis yra b?tent ta, kad med?iagos i? tankios med?iagos susideda tik viena de?imtadaliu, o visa kita yra tu?tuma.

O med?iagos atrodo kietos tik d?l stipri? ry?i? tarp atom?, kuriems susilpn?jus, med?iaga kinta. Taigi, kvantin? atomo sandaros teorija leid?ia visi?kai kitaip pa?velgti ? mus supant? pasaul?.

Atomo teorijos pradininkas Nielsas Bohras i?k?l? ?domi? koncepcij?, kad atome esantys elektronai energij? spinduliuoja ne nuolat, o tik per?jimo tarp j? jud?jimo trajektorij? momentu. Bohro teorija pad?jo paai?kinti daugel? atomini? proces?, taip pat padar? prover?? chemijos moksle, paai?kindama Mendelejevo sukurtos lentel?s rib?. Pagal , paskutinis elementas, galintis egzistuoti laike ir erdv?je, turi eil?s numer? ?imtas trisde?imt septyni, o element?, prasidedan?i? nuo ?imto trisde?imt a?tuntojo, negali egzistuoti, nes j? egzistavimas prie?tarauja reliatyvumo teorijai. Taip pat Bohro teorija paai?kino tokio fizinio rei?kinio, kaip atom? spektrai, prigimt?.

Tai laisv?j? atom? s?veikos spektrai, atsirandantys, kai tarp j? i?siskiria energija. Tokie rei?kiniai b?dingi dujin?ms, garin?ms ir plazmin?s b?senos med?iagoms. Taigi kvantin? teorija padar? revoliucij? fizikos pasaulyje ir leido mokslininkams ?engti ? priek? ne tik ?io mokslo, bet ir daugelio susijusi? moksl? srityse: chemijos, termodinamikos, optikos ir filosofijos. Ir taip pat leido ?monijai ?siskverbti ? daikt? prigimties paslaptis.

?monija dar turi daug k? nuveikti savo s?mon?je, kad suvokt? atom? prigimt?, suprast? j? elgesio ir s?veikos principus. Tai suprat?, gal?sime suprasti mus supan?io pasaulio prigimt?, nes viskas, kas mus supa, pradedant dulki? dalel?mis ir baigiant pa?ia saule, o mes patys - viskas susideda i? atom?, kuri? prigimtis yra paslaptinga. ir nuostabus bei kupinas daug paslap?i?.