Daraxtlarning oltin kuzgi barglari yarqirab turardi. Kechki quyosh nurlari yupqa cho'qqilarga tegdi. Yorug'lik shoxlarni yorib o'tdi va universitetning "kapterka" devorida miltillovchi g'alati figuralar tomoshasini ko'rsatdi.
Ser Xemiltonning o'ychan nigohi chiaroskuro o'yinini tomosha qilib, sekin sirpandi. Irlandiyalik matematikning boshida fikrlar, g'oyalar va xulosalarning haqiqiy erish qozoni bor edi. U juda ko‘p hodisalarni Nyuton mexanikasi yordamida tushuntirish devordagi soyalar o‘yiniga o‘xshab, raqamlarni aldamchi tarzda bir-biriga bog‘lab, ko‘plab savollarni javobsiz qoldirishini yaxshi bilardi. “Balki bu to‘lqindir… yoki zarralar oqimidir”, deb o‘yladi olim, “yoki yorug‘lik ikkala hodisaning ham namoyonidir. Soya va yorug'likdan to'qilgan raqamlar kabi."
Kvant fizikasining boshlanishi
Buyuk odamlarni tomosha qilish va butun insoniyat evolyutsiyasini o'zgartiradigan buyuk g'oyalar qanday tug'ilishini tushunishga harakat qilish qiziq. Hamilton kvant fizikasining kelib chiqishida turganlardan biri. 50 yil o'tgach, 20-asrning boshlarida ko'plab olimlar elementar zarralarni o'rganish bilan shug'ullanishdi. Olingan bilimlar nomuvofiq va tuzilmagan edi. Biroq, birinchi silkinish qadamlar tashlandi.
XX asr boshlarida mikrodunyoni tushunish
1901 yilda atomning birinchi modeli taqdim etildi va oddiy elektrodinamika nuqtai nazaridan uning nosozliklari ko'rsatildi. Xuddi shu davrda Maks Plank va Nils Bor atomning tabiati bo'yicha ko'plab asarlar nashr etdilar. Ularning mashaqqatli mehnatiga qaramay, atom tuzilishi haqida to'liq tushuncha yo'q edi.
Bir necha yil o'tgach, 1905 yilda kam taniqli nemis olimi Albert Eynshteyn yorug'lik kvantining ikki holatda - to'lqinli va korpuskulyar (zarralar) mavjud bo'lishi mumkinligi haqidagi ma'ruzasini nashr etdi. Uning ishida modelning muvaffaqiyatsizligi sababini tushuntiruvchi dalillar keltirildi. Biroq, Eynshteynning qarashlari atom modeli haqidagi eski tushuncha bilan cheklangan edi.
1925-yilda Nils Bor va uning hamkasblarining koʻplab ishlaridan soʻng yangi yoʻnalish – kvant mexanikasining bir turi paydo boʻldi. Umumiy ibora - "kvant mexanikasi" o'ttiz yildan keyin paydo bo'ldi.
Kvantlar va ularning g'ayrioddiy jihatlari haqida nimalarni bilamiz?
Bugungi kunda kvant fizikasi etarlicha uzoqqa ketdi. Ko'p turli hodisalar kashf etilgan. Lekin biz aslida nimani bilamiz? Javobni bitta zamonaviy olim taqdim etadi. Richard Feynmanning ta'rifi: "Kvant fizikasiga ishonish yoki uni tushunmaslik mumkin". O'zingiz o'ylab ko'ring. Zarrachalarning kvant chigallashishi kabi hodisani eslatib o'tishning o'zi kifoya. Bu hodisa ilm-fan olamini butunlay sarosimaga solib qo'ydi. Bundan ham ko'proq zarbaNatijada paydo bo'lgan paradoks Nyuton va Eynshteyn qonunlariga mos kelmaydi.
Fotonlarning kvant chalkashliklari ta'siri birinchi marta 1927 yilda Solvayning beshinchi kongressida muhokama qilingan. Nils Bor va Eynshteyn o'rtasida qizg'in bahs paydo bo'ldi. Kvant chigalligining paradoksi moddiy olamning mohiyati haqidagi tushunchani butunlay o'zgartirdi.
Ma'lumki, barcha jismlar elementar zarrachalardan iborat. Shunga ko'ra, kvant mexanikasining barcha hodisalari oddiy dunyoda aks etadi. Niels Bor, agar biz oyga qaramasak, u mavjud emasligini aytdi. Eynshteyn buni asossiz deb hisoblagan va ob'ekt kuzatuvchidan mustaqil ravishda mavjud deb hisoblagan.
Kvant mexanikasi muammolarini oʻrganayotganda uning mexanizmlari va qonunlari oʻzaro bogʻliqligini va klassik fizikaga boʻysunmasligini tushunish kerak. Keling, eng munozarali sohani - zarralarning kvant chigalligini tushunishga harakat qilaylik.
Kvant chalkashlik nazariyasi
Boshlash uchun shuni tushunish kerakki, kvant fizikasi tubsiz quduqqa o'xshaydi, unda hamma narsa topiladi. O'tgan asrning boshlarida kvant chigallik hodisasi Eynshteyn, Bor, Maksvell, Boyl, Bell, Plank va boshqa ko'plab fiziklar tomonidan o'rganilgan. Yigirmanchi asr davomida butun dunyo bo'ylab minglab olimlar uni faol o'rganishdi va tajriba o'tkazishdi.
Dunyo fizikaning qat'iy qonunlariga bo'ysunadi
Nega kvant mexanikasining paradokslariga bunday qiziqish bor? Hammasi juda oddiy: biz jismoniy dunyoning ma'lum qonunlariga bo'ysunib yashaymiz. Taqdirni "aylanib o'tish" qobiliyati sehrli eshikni ochadi, undan tashqaridabu erda hamma narsa mumkin bo'ladi. Masalan, "Shrödinger mushuki" tushunchasi materiyani boshqarishga olib keladi. Kvant chalkashliklarini keltirib chiqaradigan ma'lumotni teleportatsiya qilish ham mumkin bo'ladi. Ma'lumot uzatish masofadan qat'iy nazar bir zumda bo'ladi. Bu masala hali o'rganilmoqda, lekin ijobiy tendentsiyaga ega.
Analogiya va tushunish
Kvant chigalligining o'ziga xosligi nimada, uni qanday tushunish mumkin va u bilan nima sodir bo'ladi? Keling, buni tushunishga harakat qilaylik. Bu ba'zi fikrlash tajribasini talab qiladi. Tasavvur qiling-a, sizning qo'lingizda ikkita quti bor. Ularning har birida chiziqli bitta to'p mavjud. Endi biz astronavtga bitta quti beramiz va u Marsga uchadi. Qutini ochib, to'pdagi chiziq gorizontal ekanligini ko'rishingiz bilanoq, boshqa qutida to'p avtomatik ravishda vertikal chiziqqa ega bo'ladi. Bu oddiy so'zlar bilan ifodalangan kvant chalkashlik bo'ladi: bir ob'ekt boshqasining o'rnini oldindan belgilaydi.
Biroq, bu faqat yuzaki tushuntirish ekanligini tushunish kerak. Kvant chigalligini olish uchun zarralar egizaklar kabi kelib chiqishi bir xil bo'lishi kerak.
Shuni tushunish juda muhimki, agar sizdan oldin kimdir ob'yektlardan kamida bittasini ko'rish imkoniga ega bo'lsa, tajriba buziladi.
Kvant chigallashuvidan qayerda foydalanish mumkin?
Kvant chalkashlik printsipi uzoq masofalarga ma'lumot uzatish uchun ishlatilishi mumkindarhol. Bunday xulosa Eynshteynning nisbiylik nazariyasiga ziddir. Unda aytilishicha, harakatning maksimal tezligi faqat yorug'likka xosdir - soniyasiga uch yuz ming kilometr. Ushbu ma'lumot uzatish jismoniy teleportatsiyaning mavjudligiga imkon beradi.
Dunyodagi hamma narsa ma'lumot, jumladan materiya. Kvant fiziklari shunday xulosaga kelishdi. 2008-yilda nazariy maʼlumotlar bazasiga asoslanib, oddiy koʻz bilan kvant chigalligini koʻrish mumkin edi.
Bu yana bir bor biz buyuk kashfiyotlar yoqasida ekanligimizdan dalolat beradi - makon va vaqtda harakatlanish. Koinotdagi vaqt diskretdir, shuning uchun katta masofalar bo'ylab bir zumda harakatlanish turli vaqt zichligiga kirishga imkon beradi (Eynshteyn, Bor gipotezalariga asoslanadi). Ehtimol, kelajakda bu xuddi bugungi mobil telefon kabi haqiqat bo'ladi.
Eterdinamika va kvant chalkashliklari
Ba'zi yetakchi olimlarning fikriga ko'ra, kvant chigallashuvi fazoning o'ziga xos efir - qora materiya bilan to'ldirilganligi bilan izohlanadi. Har qanday elementar zarracha, biz bilganimizdek, to'lqin va korpuskul (zarracha) shaklida mavjud. Ba'zi olimlar barcha zarralar qorong'u energiyaning "tuvalida" ekanligiga ishonishadi. Buni tushunish oson emas. Keling, buni boshqa yo'l bilan aniqlashga harakat qilaylik - assotsiatsiya usuli.
Oʻzingizni sohilda tasavvur qiling. Yengil shabada va engil shabada. To'lqinlarni ko'ryapsizmi? Va uzoqda, quyosh nurlari aks etgan joyda, yelkanli qayiq ko'rinadi.
Kema bizning elementar zarrachamiz, dengiz esa efir (qorong'i) bo'ladi.energiya). Dengiz koʻrinadigan toʻlqinlar va suv tomchilari koʻrinishida harakatda boʻlishi mumkin. Xuddi shu tarzda, barcha elementar zarralar shunchaki dengiz (uning ajralmas qismi) yoki alohida zarracha - tomchi bo'lishi mumkin.
Bu soddalashtirilgan misol, hammasi biroz murakkabroq. Kuzatuvchi ishtirokisiz zarralar to'lqin shaklida bo'lib, ularning aniq joylashuvi yo'q.
Oq yelkanli qayiq ajralib turadigan ob'ekt bo'lib, u dengiz suvining yuzasi va tuzilishidan farq qiladi. Xuddi shu tarzda, energiya okeanida biz dunyoning moddiy qismini shakllantirgan bizga ma'lum bo'lgan kuchlarning namoyon bo'lishi sifatida qabul qilishimiz mumkin bo'lgan "cho'qqilar" mavjud.
Mikrodunyo oʻz qonunlari bilan yashaydi
Elementar zarrachalarning toʻlqin shaklida boʻlishini hisobga olsak, kvant chigallik tamoyilini tushunish mumkin. Muayyan joylashuvi va xususiyatlari bo'lmasa, ikkala zarracha ham energiya okeanida. Kuzatuvchi paydo bo'lganda, to'lqin teginish mumkin bo'lgan ob'ektga "aylanadi". Ikkinchi zarracha muvozanat tizimini kuzatgan holda qarama-qarshi xususiyatlarga ega bo'ladi.
Ta'riflangan maqola kvant olamining keng qamrovli ilmiy tavsifiga qaratilmagan. Oddiy odamning tushunish qobiliyati taqdim etilgan materialni tushunishning mavjudligiga asoslanadi.
Zarralar fizikasi elementar zarrachaning spiniga (aylanishi) asoslangan kvant holatlarining chigallanishini oʻrganadi.
Ilmiy til (soddalashtirilgan) - kvant chigalligi turli aylanishlar bilan aniqlanadi. DAOb'ektlarni kuzatish jarayonida olimlar faqat ikkita aylanish bo'lishi mumkinligini ko'rdilar - bo'ylab va bo'ylab. Ajabo, boshqa pozitsiyalarda zarralar kuzatuvchiga "pozis" bermaydi.
Yangi gipoteza - dunyoning yangi ko'rinishi
Mikrokosmos - elementar zarralar fazosini o'rganish ko'plab faraz va farazlarni keltirib chiqardi. Kvant chigalligining ta'siri olimlarni qandaydir kvant mikrolattasining mavjudligi haqida o'ylashga undadi. Ularning fikricha, har bir tugunda - kesishish nuqtasida - kvant mavjud. Barcha energiya integral panjara bo'lib, zarrachalarning namoyon bo'lishi va harakati faqat panjara tugunlari orqali mumkin.
Bunday panjaraning "oynasi" ning o'lchami juda kichik va zamonaviy jihozlarni o'lchash mumkin emas. Biroq, bu farazni tasdiqlash yoki rad etish uchun olimlar fazoviy kvant panjarasidagi fotonlarning harakatini o'rganishga qaror qilishdi. Xulosa shuki, foton to'g'ri yoki zigzaglarda - panjara diagonali bo'ylab harakatlanishi mumkin. Ikkinchi holda, kattaroq masofani bosib o'tib, u ko'proq energiya sarflaydi. Shunga koʻra, u toʻgʻri chiziqda harakatlanuvchi fotondan farq qiladi.
Balki vaqt o'tishi bilan biz fazoviy kvant tarmog'ida yashayotganimizni bilib olamiz. Yoki bu taxmin noto'g'ri bo'lishi mumkin. Biroq, aynan kvant chigallik printsipi panjara mavjudligini ko'rsatadi.
Oddiy so'zlar bilan aytganda, faraziy fazoviy "kub"da bir yuzning ta'rifi boshqasiga aniq qarama-qarshi ma'noni anglatadi. Bu kosmosning tuzilishini saqlash printsipi -vaqt.
Epilog
Kvant fizikasining sehrli va sirli olamini tushunish uchun so'nggi besh yuz yil ichida fanning borishini diqqat bilan ko'rib chiqishga arziydi. Ilgari Yer sharsimon emas, tekis edi. Sababi aniq: agar siz uning shaklini dumaloq qilib olsangiz, suv ham, odamlar ham qarshilik qila olmaydi.
Ko'rib turganimizdek, muammo barcha harakat qiluvchi kuchlarning to'liq tasavvuri bo'lmaganida mavjud edi. Ehtimol, zamonaviy fanda kvant fizikasini tushunish uchun barcha ta'sir qiluvchi kuchlar haqida tasavvur yo'q. Ko'rishdagi bo'shliqlar qarama-qarshiliklar va paradokslar tizimini keltirib chiqaradi. Balki kvant mexanikasining sehrli olami bu savollarga javob beradi.
