Квантовая физика

Итак уважаемые товарищи в ИТ, отвлечемся немного от наших кодовых будней и поговорим о непонятном, но интересном.

Этот цикл статей посвящен интересным фактам о квантовой физике.

Статья Первая, квант и откуда взялась эта наука?

Немного истории
Квантовая физика зародилась довольно обыденно. Классическая физика описывает любой предмет как частицу или волну этого всем хватало, так было сотни лет и все были этим довольны, но это было не совсем так.

Некий математик, Уильям Гамильтон, вставил всем палку в колеса, задавшись вопросом, а что такое свет? Ученые тогда описывали свет, как поток частиц, хотя было много доказательств что свет на самом деле был волной. Волно-частица? Так не бывает, однако это мало волновало тогдашних ученных, но не нашего Уильяма.

На Уильяме Гамильтоне все только началось, рождались новые теории, проводились опыты. Ученные видели закономерности или наоборот их нарушения, но не могли объяснить многие из них. Такое часто бывает, в конце концов ученых это не сильно волновало, просто пару еще не известных переменных думали они, основные законы физики работали — это главное.

В 1895 году изобрели ренген, и ренгеновские лучи, подобно свету, тоже были частице-волнами. Но земля не перевернулась, повторилась история со светом, в физике по прежнему были только частицы и волны.

Так длилось где-то до 1900 года, находили новые аналоги частицо-волн, количество несоответствий в теориях постепенно накапливалось. Было выведено несколько ключевых теорий, но из них выходило, что будь «все так, как есть», то из-за частице-волн всей вселенной должен настать писец и уже довольно давно. Писец всему — аргумент тяжелый, физики начали задуматься.

Родился Альберт Эйнштейн.
Этот умный парень не признавал частице-волн, он предположил, что кроме частиц и волн, есть еще некие «кванты».

Так, спустя 100 лет, мы пришли к тому, что кроме частиц, предметов твердых и осязаемых, волн, доказательство которых любой работающий wi-fi, есть еще кое что неосязаемое, третий вид материи.

Кванты
Парадокс квантов был в том, что они нарушали законы существующей физики. Иногда они вели себя как частицы, иногда как волны, а иногда и вообще как непонятно что. Это «непонятно что» дало предположение что кванты это вовсе не полу частицы\полу волны, это что-то другое, принципиально новое.

Исследование квантов дали новые перспективы. Вы подумайте, все что мы изобретаем, основано на обычных физических законах, гантели в зале — это частицы, мобильная связь — волны. А тут третий вид материи, законы физики отличаются. Мысленный простор не ограничен, любой известный факт подвергается сомнению, в отношении квантов.

Школьный курс физики мало говорит нам об этом, в учебниках свет по прежнему называют потоком частиц. Так в средневековье мобильную связь посчитают магией, а магия XXI века — кванты. Сложно принять, что в мире есть что-то не подчиняющееся обычной физике, нам не преподают в школе базовых знаний об этом. К примеру помните формулу с начале статьи? Это уравнение Дирака, примерно тоже самое что закон сохранения энергии, но для квантов. Закон сохранения все знают, а вот про уравнения Дирака не думаю что многие слышали.

В заключение
Классическая физика, насчитывает тысячи лет развития, Архимед жил еще но нашей эры, его теоремы мы изучаем до сих пор. Тысячи лет проб и ошибок мы шли по этому пути.

Квантовой физике всего несколько десятков лет. Все что я тут напишу, может быть опровергнуто новыми экспериментами или фактами, но факт существования квантов, частиц действующим вопреки классической физике, остается фактом.

Следующая статья будет о телепортации.

👍ПодобаєтьсяСподобалось0
До обраногоВ обраному0
LinkedIn
Дозволені теги: blockquote, a, pre, code, ul, ol, li, b, i, del.
Ctrl + Enter
Дозволені теги: blockquote, a, pre, code, ul, ol, li, b, i, del.
Ctrl + Enter
Школьный курс физики мало говорит нам об этом, в учебниках свет по прежнему называют потоком частиц

Неправда. Может я давно в школе учился. Но свет как поток частиц в школе изучается в рамках геометрической оптики. Но так же по крайней мере раньше изучалась интерференция, дифракция и простые опыты с дифракцией на щели и с дифракционной решеткой.

Следующая статья будет о телепортации.

Я замовляю статтю про машину часу. На основі яких фізичних законів можливо реалізувати перенос у часі?

В мене, наприклад, такі думки: згідно спеціальної теорії відносності Ейнштейна, фізичні процеси в тілі, що рухається на погляд нерухомого спостерігача, відбуваються повільніше. Якщо певний процес в рухомій системі триває час \Delta t , то для нерухомого спостерігача він протікає за час

\Delta t’ = \frac{\Delta t}{\sqrt{1 — v^2/c^2}} > \Delta t ,

Тобто якщо розігнати тіло до швидкості світла, час для цього тіла зупиниться.
Але що буде, якщо тіло розігнати до швидкості, більшої ніж швидкість світла у даному середовищі?
Ось зразу приклад: швидкість світла у воді с ’ = c / n (с — швидкість у вакуумі, n — показник заломлення води, n=1.33). У воду влітає релятивістський електрон, і швидкість його відразу при вльоті у воду більше ніж швидкість світла. Потім він сповільнюється.

Найцікавіше, як іде час для цього електрона, який буде швидший за світло у воді? Формула для часу, приведена вище, стає комплексною.

швидкість його відразу при вльоті у воду більше ніж швидкість світла
Относительно чего? Если б ща к Ейншнейну подключили динамо-машину, он смог бы освещать Житомир. :)
що рухається на погляд нерухомого спостерігача

Судя по тому, что наблюдения за честицами в различных детекторах, для внутренней среды которых n != 1, не выявили аномалий во времени жизни нестабильных частиц, все «лишние» комплексные величины благополучно уходят с черенковским излучением -) Как говорится, мнение дилетанта

наблюдения за честицами в различных детекторах, для внутренней среды которых n != 1, не выявили аномалий во времени жизни нестабильных частиц

А які саме аномалії шукали?

все “лишние” комплексные величины благополучно уходят с черенковским излучением
При вльоті частинки в середовище немає стрибкоподібного падіння швидкості частинки до швидкості світла, а йде неперервно. Це значить, що є інтервал часу, від вльоту частинки в середовище до моменту, коли оця частинка сповільниться до швидкості світла. Власне, саме у цей часовий проміжок і йде черенковське випромінювання. І як у цей проміжок іде час частинки відносно нерухомого спостерігача, тобто нас?

Власне кажучі, має сенс прочитати сам оригінал статті Тамма-Франка. Вона дуже коротенька ) Випромінення відбувається з-за того, що порушується симметрія впливу поля частки на віртуальне поле навколішнього вакууму, властивості якого зобумовлені середою. Конфігурація електронних оболонок атомів матерії середовища є такою, що перевипромінення фотонів стається не відразу (це реєструється як зниження швидкості світла), то за часткою, що рухаєся, утворюється «турбулентність» з суперпозиції поля, що «запізнюється», та власного поля частки (механізм як я зрозумів, дуже схожий на той, що призводить до заломлення світлового фронту). Генеруюсьтя фотони, які забирають енергію у частки (але невелику частину). Сама частка рухається у тому ж самому вакуумі — відстані між атомами просто гігантьські у порівнянні з розмірами цих атомів; да й «у середині» атома здебільшого пусто (Черенковське випромінення — це не гальмівне; зовсім інший спектр). Для такої частки с так константою і залишається.
Така ж «турбулентність» з’являється навідь у самому чистому вакуюмі, але там присутнє експотенційне загасання, тому нічого не випромінюється.

Можливо, особливо в рамках квантової теорії, навіть зрозуміло що робити, але.. про це все в статті буде.

У кожного в голові своя фізика). Все одно 99.99% населення планети розуміють її неправильно, тому по Ескобару.

У вас какая-то фантастическая каша в голове, сложно найти хоть одно корректное утверждение. Квантовая физика — это, прежде всего, матричная механика Гейзенберга и волновая механика Шрёдингера (и теория Ли в качестве подлежащего формализма описания симметрий). Стандартная модель, состоящая из квантов материи (фермионов) и квантов взаимодействий (бозонов) успешно сопротивляется попыткам опровержения и замечательно подтверждается экспериментально. Корпускулярно-волновой дуализм наблюдается не только на фотонах, но и, например, на белковых молекулах. Что вы подразумеваете под словом «квант» мне даже подумать страшно.

И никто не изучает теоремы Архимеда, теоремы вообще никто не изучает, это немножечко не так работает.

Я вам вот что скажу- вся современная теор. физика (квантовая теория, струны там всякие) напоминает что то среднее между танцами с бубнами и разминкой для мозгов.
Ну блин, всеръез рассуждать о каких то там частицах, которые существуют в многомерных пространствах и возникают в результате флуктуаций пространства-времени могут либо очень веселые либо упоротые люди.

Приведу один пример (эту историю часто можно услышать по всяким дискавери и прочим развлекательно-научным каналам).
// Своими словами....
Наверняка все знают, и любой умный дядька вам скажет, что наша вселенная состоит на 70% из темной материи и темной энергии (какие то 2 непонятные фигни) и лишь на 30% из видимой материи.
А вот история, как умные дядьки, нашли эти 2 (см выше...).
Измеряли они с помощью современных телескопов и прочих сенсоров массу какой то галактики. И то, что они Измеряли, оказалось на 70 % меньше того, что давала стандартная теория. Вообщем они пару лет пытались состыковать результаты измерений, в итоге объявили, что 70% нестыковки по массе — это (см выше...) под названием «темная материя» !!!
И с обычной материей они взаимодействует только через гравитацию и не увидить ее, не услышать не понюхать мы не можем !!!
Следующую свою «нестыковку» они назвали темной энергией.
... вот вам и вся наука

Подумаєш, якісь там суперсиметрії і антинейтрино....

вот вам и вся наука
Ага, а електрика, ноути, Wi Fi, LHC — самі себе придумали.

Античное эникейсианство описывает компьютеры или как набор неосязаемых программ, или как структуру аппаратных компонентов. Так продолжалось многие годы — и программисты, и системные администраторы были довольны.
Вскоре некий бухгалтер Сигизмунд Посчитайло задался крамольным вопросом: а что такое Интернет? Маркетологи того времени описывали Интернет или как терра-облако программ, или как граф кибернетизированных вещей. Т.е. Интернет — программо-вещь? Ни один нано-эксперимент не давал однозначного ответа на это.
Однако в XXX веке Исаак Интернштейн, случайно уронив надкушенное яблоко в шахту магистрального сетепровода, заметил, что топология кабелей на одной отдельно взятой планете напоминает структуру мозга приматов палеозойской эры. Удивительно, что упавшее яблоко вызвало анормально распространяющиеся возмущения в сетевых шлюзах, наблюдая за которыми, Исаак выдвинул гипотезу о существовании кибер-кварков.
Дальнейшие эксперименты лишь подтведили эту фундаментальную основу Интернета, обнаружив попутно кибер-струны. Первое практическое наблюдение кибер-кварков было осуществленно в мегаполисе Малые Мздыщи через наноскоп во время спам-шторма. Эти частицы имели вид почтовых голубей во фрактальной проекции, что и дало толчок к началу классификации кибер-кварков по типу их протокола.
Тем не менее, школа классической бухгалтерии очень долго отрицала существование кибер-кварков и кибер-струн, и категорически отказывалась вносить их в расходные ведомости. Лишь спустя год после смерти Исаака Интерштейна, в качестве признания его заслуг перед Великим Маркетологом, было официально объявлено о начале работ над Бухгалтерией Всего с учётом фундаментальной основы Интернета, в связи с чем все гуманоиды обязаны дополнительно выделять 5% своей нейро-активности на извлечение гиперкорня мироздания.
;)

Это бесценно!)
Скажите, есть ли полный труд?

этот текст не гуглится, видимо авторская работа :)

о_О Я что-то пропустил в физике? Когда это словом «квант» стали называть вид материи? По-моему какой-то бред

что кроме частиц, предметов твердых и осязаемых, волн, доказательство которых любой работающий wi-fi, есть еще кое что неосязаемое, третий вид материи.
Итого, есть 3 вида материи:
— частицы (твердые и осязаемые)
— волны
— кванты
(у Дирака в гробу появляется спин....)
так все-таки тогда свет — это какой из этих трех ?
(у Дирака в гробу появляется спин....)

Не задумывалась как-то о спИне в этом смысле)))))

так все-таки тогда свет — это какой из этих трех ?

А он как те, кто в графе «Пол» пишут «Не определился.»

Хорошая попытка воссоздать дух старого хабра, но тут в почете беседы о диференциации людей по сортам потребляемых сыров.)

тут ещё в почете вводить в заблуждения по поводу ЗП в других странах. Что бы оставалась призрачная надежда и дальше эксплуатировать девов за копейки.

Это больше похоже на попытку призвать дух Катющика.

xD
Ну надо же с чего-то начинать, понятное дело что на хабре такое качество статьи слили бы по самое не могу на старте. но это хоть что то, хоть намек на близкую к ИТ тему.

Я раньше постился на хабре, правда чисто технические статьи. Там сейчас 90% статьи развлекательные.

Начинем научные холивары?
Тогда лучше обсудить влияние «наблюдателя» на поведение фотонов...

Только фотонов? :)

ренгеновские лучи, подобно свету, тоже были частице-волнами.

Эм... а то, что рентгеновские лучи — это тот же свет, те же фотоны, не учитывается? Или это типа «как думали те учёные из далеких времен»?

Они не углублялись фотоны или нет, просто «поток частиц»

Следующая статья будет о телепортации.

О том, что она возможна только на квантовом уровне и о том, что мечте добраться до работы с помощью телепортации не сбыться?

Тогда уже лучше о квантовых компах, они хоть существуют...

Ну, типа да... но как-то это уже попахивает машиной из фильма Престиж :)

Тем более, если говорить о человеке, то что с душой / личностью? Тут уже не только квантовую физику, а и метафизику учитывать надо.

Можно будет отдельным «архивчиком» залить :) Теперь уже напоминает Матрицу :D

Зато в принципе, если сильно поиздеваться, то можно и от болезней каких-нить избавить, «забыв» ненужные атомы-части-что-угодно в другом месте.

Главное чтобы хуже баги не завелись после такого.

Буквально на прошлой неделе закончила читать книгу Кунца о таком «спасении» человечества и к чему это привело в результате. Понятное дело, что там всё грустно, но тем не менее...

а что за книга, подскажите, плиз

А с чего вдруг вы заговорили о копировании\телепортировании человека?) Каким образом разговор о гипотетической возможности передачи информации быстрее скорости света (квантовая запутанность), вам вдруг дает возможность на основе этого делать клон живого организма.
Вот у вас сейчас есть фотоны, и вы можете передавать информацию со скоростью света, разве это вам дает возможность клонировать\телепортировать человека со скоростью света?)

Вы сравниваете теплое с мягким.

Если вопрос ко мне, то в принципе заговорила потому, что чаще всего в *ненаучных* кругах о телепортации вспоминают, когда человеку хочется куда-то быстро попасть. Научная фантастика часто использует телепортацию именно для этого (ну или для того, чтобы большие предметы им ею транспортировать).

Просто не могу понять, зачем на ДОУ тема о квантовой физике внезапно (хоть и люблю эту тему) и какую цель преследует автор.

А еще передать волновое состояние информации в вашей голове. Это если вы хотите себя скопировать. А не просто вырастить похожего.

Тогда наверно клиническая смерть характеризировалась бы чуть большим временем чем время пока кислорода еще более менее хватает на поддержание хоть какой-то активности мозга.

Душу я не отделяю от мозга, скорее приравниваю ее к информации существующей в реальном времени а не отпечатанной в структуре мозга.

Мне кажется это все еще доподлинно не изученная загадка . Может кто-то сможет рассказать если знает больше. Я бы послушал, можно даже отдельной темой ;) Но мне кажется что это и структура и состояние одновременно. От чего наверно и возникнут проблемы у тех кто в будущем будет пытаться оцифровать сознание. Но, проблемы существуют что бы их решать, не так ли?)

Ну так никто не мешает искать, читать, предполагать и получать ответы от тех кто уже когда-то до этого искал, читал, и спрашивал. Разве не в этом заключается саморазвитие. Как минимум расширение кругозора. Не обязательно быть ученым что бы интересоваться квантовой механикой. Достаточно интересоваться. ;)

А в.. фантазирование вы меня склонили спросив о том, о чем не знают еще и ученые. Или может я? До этого я говорил только на основании существующих и известных мне трудов.

ru.wikipedia.org/...ki/Квантовая_телепортация квантовая телепортация != телепортация(как нам в фильмах показывают)

Ну это как бы не мне нужно писать, я именно на этом неравенстве и настаиваю.)

я не туда кликнул, но ссылка пусть лежит)

Я ее снизу другим товарищам давал, так что теперь тут две ссылки, и они запутаны. Давайте квантовать.

не выйдет, я по своей уже ходил))

Передача информации быстрее скорости света не возможна. Переносчиками информации все равно будут фотоны как самая быстрая частица из доступных.

Слышал звон — да не знаю где он ©

Не понимаю смысл формулы в начале. Зачем она здесь? Хотя, если бы вы хотели писать о квантовой физике, можно было обойтись без текста, одними только формулами.

Где вы там дифференциал увидели, ума не приложу :)

Пси — волновая функция.

Если кратко, да. Уравнение описывает эволюцию во времени (производная по времени) волновой функции. Слева в уравнение входят операторы, которые тоже могут иметь вид производных (импульс р_i) только по координатам (т.е. градиент). Но я думаю, все это действительно не важно :-)

Следующая статья будет о телепортации.
А, может, лучше сразу котиков? Или сиськи? Отвлечемся от кодовых будней, че.

В природе, друг Горацио, есть тайны что и не снились нашим мудрецам. ©

Классическая физика описывает любой предмет как частицу или волну этого всем хватало, так было сотни лет и все были этим довольны
?... Вообще то сотни лет тараторили про «эфир»...

Простая механистическая модель противоречит экспериментальным данным, точная будет слишком сложна для практических расчётов.

Это все хорошо до того момента, пока мы не сталкиваемся с «коллапсом Вселенной».

Підписатись на коментарі