Ligeann meicnic chandamach duit cáithníní a fheiceáil, a mhothú agus teagmháil a dhéanamh leo (cuid 2)

2 22. 11. 2018
6ú comhdháil idirnáisiúnta eispholaitíochta, staire agus spioradáltachta

Bímid ar ais go dtí cad é meicnic chandamach agus conas is féidir linn é a úsáid.

Radharc dofheicthe

Ceart go leor, mar sin boladh tú caife, tá tú beagnach i do dhúiseacht. Tá do shúile réidh don ghnáthamh laethúil, ag cromadh agus ag ligean solas isteach. Nuair a smaoiníonn tú air, chruthaigh na cáithníní solais a théann isteach i d’aghaidh agus i do shúile milliún bliain ó shin i lár na gréine, tráth a thosaigh ár sinsir ag úsáid tine. Ní sheolfadh an ghrian fiú cáithníní ar a dtugtar fótóin mura mbeadh siad ag teastáil don fheiniméan céanna a d’fhéadfadh a bheith mar bhunús lenár mothú boladh, tollánú chandamach.

Scarann ​​thart ar 150 milliún ciliméadar an Ghrian agus an Domhan, ní thógann fótóin ach ocht nóiméad chun an fad sin a chlúdach. Tarlaíonn an chuid is mó dá dturas laistigh den ghrian, áfach, áit a gcaitheann fótón tipiciúil milliún bliain ag iarraidh éalú. Stóráiltear an t-ábhar mar sin i lár ár réalta, áit a bhfuil hidrigin thart ar 13 huaire níos dlúithe ná luaidhe, agus is féidir le fótóin taisteal ar feadh codán gan teorainn den soicind sula nglactar le hiain hidrigine iad, a chuireann fótón trí thine ansin chun taisteal ón nGrian, srl. Tar éis thart ar billiún d’idirghníomhaíochtaí den sórt sin, tá fótón le feiceáil faoi dheireadh ar dhromchla na Gréine, atá ag taitneamh anseo leis na milliúin bliain.

Meicnic Quantum (© Jay Smith)

Ní bheadh ​​fótóin déanta riamh, agus ní bheadh ​​an Ghrian ag taitneamh gan tollánú chandamach. Cruthaíonn an ghrian agus na réaltaí eile go léir solas trí chomhleá núicléach, déanann siad iain hidrigine a bhriseadh suas agus cruthaíonn siad héiliam i bpróiseas a scaoileann fuinneamh. Gach dara, athraíonn an ghrian thart ar 4 mhilliún tonna d’ábhar ina fuinneamh. Níl ach iain hidrigine, cosúil le prótóin aonair, ag a bhfuil muirir leictreacha dearfacha agus a aisghabhann a chéile. Mar sin, conas is féidir leo cumasc lena chéile?
I dtollánú chandamach, uaireanta tugann nádúr tonn na bprótón deis dóibh forluí go héasca cosúil le tonnta a thagann le chéile ar dhromchla locháin. De bharr go ndéanann siad forluí, tugann na tonnta prótóin gar go leor gur féidir le fórsa eile, mar fhórsa láidir núicléach nach bhfeidhmíonn ach ag achair an-ghearr, éaradh leictreach na gcáithníní a shárú. Ansin lobhadh na prótóin chun fótón amháin a scaoileadh.

Tá ár súile an-íogair do fhótóin

Tá forbairt tagtha ar ár súile le bheith an-íogair do na fótóin seo. Taispeánann roinnt turgnaimh le déanaí gur féidir linn fótóin aonair a bhrath fiú, rud a ardaíonn féidearthacht spéisiúil: an bhféadfadh daoine roinnt cásanna speisialta de mheicnic chandamach a bhrath? An gciallaíonn sé seo go bhfuil duine, cosúil le fótón nó leictreon nó cat trua Schrödinger, marbh agus beo ag an am céanna má tá baint dhíreach aige leis an domhan chandamach? Cén chuma a bheadh ​​ar eispéireas den sórt sin?

Súil dhaonna

"Níl a fhios againn mar níor thriail aon duine," a dúirt Rebecca Holmes, fisiceoir i Saotharlann Náisiúnta Los Alamos i Nua-Mheicsiceo. Trí bliana ó shin nuair a bhain sí céim amach in Ollscoil Illinois ag Urbane-Champaign, bhí Holmes mar chuid d’fhoireann faoi stiúir Paul Kwiat, a léirigh gur féidir le daoine flashes gearr solais a bhfuil trí fhótón iontu a bhrath. In 2016, fuair sí amach gur aimsigh grúpa eolaíoch iomaíocha, faoi stiúir an fhisiceora Alipaša Vaziri in Ollscoil Rockefeller i Nua Eabhrac, go bhfaca daoine fótóin aonair i ndáiríre. Mar sin féin, feicimid go mb’fhéidir nach ndéantar cur síos beacht ar an taithí sin. Vaziri, rinne sí iarracht na fótóin a fheiceáil ag lasadh léi féin, dúirt sí leis an iris Nature, "Níl sé cosúil le solas a fheiceáil. Tá sé beagnach mothú ar thairseach na fantaisíochta. "

Meicnic chandamach - turgnaimh

Go luath amach anseo, tá súil ag Holmes agus Vaziri triail a bhaint as an méid a bhraitheann daoine nuair a chuirtear fótóin isteach i stáit chandamach speisialta. Mar shampla, is féidir le fisiceoirí fótón amháin a nascadh leis an rud ar a dtugann siad superposition, áit a bhfuil fótóin ann go comhuaineach in dhá áit dhifriúla. Dhearadh Holmes agus a comhghleacaithe turgnamh ina raibh dhá chás ann chun a thástáil an féidir le daoine sár-sheasamh fótón a bhrath go díreach. Sa chéad chás, shroichfeadh fótón amháin an taobh clé nó an taobh deas den reitine daonna, agus thabharfadh duine faoi deara cén taobh den reitine a bhraith sé an fótón. Sa dara cás, chuirfí an fótón i bhforshuíomh chandamach a ligfeadh dó an rud nach cosúil a dhéanamh - eitilt go dtí na taobhanna ceart agus clé den reitine ag an am céanna.

An mbraithfeadh duine solas ar dhá thaobh an reitine? Nó an gcuirfeadh idirghníomhaíocht fótóin sa tsúil leis an sár-sheasamh 'titim'? Más ea, an dtarlódh sé chomh minic ar na taobhanna ceart agus clé, mar a thugann an teoiric le fios?

Deir Rebecca Holmes:

"Bunaithe ar mheicnic chandamach chaighdeánach, is dócha nach mbeadh cuma difriúil ar fhótón i superposition ó fhótón a tharchuirtear go randamach ar chlé nó ar dheis."

Má tharlaíonn sé gur mhothaigh roinnt rannpháirtithe sa turgnamh an fótón sa dá áit ag an am céanna, an gciallaíonn sé sin go raibh an duine féin i stát chandamach?

Rebecca Holmes arsa:

"D’fhéadfá a rá go raibh an breathnadóir ina aonar i superposition chandamach i mbeagán ama neamhbhríoch, ach níor thriail aon duine é fós, mar sin níl a fhios againn i ndáiríre. Sin an fáth go ndéanann tú turgnamh den sórt sin. "

Feiceann tú ar do bhealach féin

Anois, déanaimis dul ar ais go dtí an cupán caife. Braitheann tú an mug mar phíosa soladach ábhair, agus é i dteagmháil go daingean le craiceann do láimhe. Ach níl ann ach illusion. Ní dhéanaimid teagmháil le haon rud riamh, ar a laghad ní sa chiall atá leis an dá phíosa soladacha ábhair a théann i dteagmháil léi. Is éard atá i níos mó ná 99,9999999999 faoin gcéad d’adamh spás folamh, agus beagnach gach ábhar comhchruinnithe sa chroí.

Meicnic Quantum (© Jay Smith)

Nuair a shealbhaíonn tú an cupán le do lámha, is cosúil gurb é a chuid é tagann an neart ó fhriotaíocht na leictreon sa chupán agus sa lámh. Níl aon toirt ag na leictreoin féin, níl ann ach na toisí dealraitheacha nialasacha i réimse an luchta leictrigh dhiúltaigh atá timpeall ar adamh agus móilíní cosúil le scamall. Teorannaíonn dlíthe na meicnice chandamach iad go leibhéil shonracha fuinnimh timpeall adamh agus móilíní. De réir mar a ghlacann an lámh an cupán, déanann sí na leictreoin a bhrú ó leibhéal amháin go leibhéal eile, agus teastaíonn fuinneamh muscle uaidh seo, a léirmhíníonn an inchinn mar fhriotaíocht nuair a dhéanaimid teagmháil le rud soladach.

Eascraíonn ár mothú tadhaill ón idirghníomhaíocht an-chasta idir leictreoin timpeall mhóilíní ár gcorp agus móilíní na n-earraí a mbímid i dteagmháil leo. Ón bhfaisnéis seo, cruthaíonn ár n-inchinn an drochíde go bhfuil corp láidir againn ag bogadh timpeall ar domhan atá lán de rudaí soladacha eile. Ní thugann teagmháil leo tuiscint bheacht dúinn ar réaltacht. Is féidir nach bhfreagraíonn aon cheann dár dtuiscintí don rud atá ag tarlú i ndáiríre. Creideann Donald Hoffman, néareolaí cognaíoch in Ollscoil California, Irvine, gur tháinig forbairt ar ár gcéadfaí agus ar ár n-inchinn chun fíorchineál na réaltachta a cheilt, gan í a nochtadh.

"Is é mo smaoineamh go bhfuil an fhíric, cibé rud atá ann, ró-chasta agus go dtógfaidh sé an iomarca ama agus fuinnimh dúinn a phróiseáil."

Comparáid idir íomhá an domhain san inchinn leis an gcomhéadan grafach sa ríomhaire

Déanann Hoffman comparáid idir íomhá thógáil an domhain inár n-inchinn, agus an comhéadan grafach ar scáileán ríomhaire. Níl baint ar bith ag na deilbhíní ildaite ar an scáileán, mar an Bin Athchúrsála, pointeoir na luiche, agus na fillteáin comhad lena bhfuil ar siúl i ndáiríre taobh istigh den ríomhaire. Níl ann ach astarraingtí, simplithe a ligeann dúinn cumarsáid a dhéanamh le leictreonaic chasta.

Dar le Hoffman, d’athraigh éabhlóid ár gcuid brains chun oibriú díreach cosúil le comhéadan grafach nach ndéanann an domhan a atáirgeadh go dílis. Ní thacaíonn éabhlóid le dearcadh cruinn a fhorbairt, ní úsáideann sé ach an rud a cheadaíonn maireachtáil.

Mar a deir Hoffman:

"Rialacha foirme thar réaltacht."

Tá tástáil déanta ag Hoffman agus a mhic léinn iarchéime ar na céadta mílte samhlacha ríomhaire le blianta beaga anuas chun a gcuid smaointe a thástáil in insamhaltaí d’fhoirmeacha beatha shaorga atá san iomaíocht le haghaidh acmhainní teoranta. Cibé scéal é, cláraítear orgánaigh chun tosaíocht a thabhairt d’aclaíocht choirp nuair nach bhfuil na fíricí comhoiriúnaithe leis na fíricí a dhéantar chun dearcadh cruinn a fháil.

Mar shampla, má tá orgánach amháin deartha chun an méid iomlán uisce atá sa timpeallacht a bhrath go cruinn, agus má thagann sé ar orgánach atá tiúnta chun rud éigin níos simplí a bhrath, e.g., an méid uisce is fearr is gá chun fanacht beo. Mar sin, cé go bhféadfadh orgánach amháin cineál réaltachta níos cruinne a chruthú, ní mhéadaíonn an mhaoin seo a chumas maireachtáil. Tháinig conclúidí suntasacha as staidéir Hoffman:

"Sa mhéid go bhfuilimid meáite ar an saol a chothú, ní bheimid i dtaithí ar an réaltacht. Ní féidir linn é sin a dhéanamh. "

Teoiric chandamach

Comhtháthaíonn a chuid smaointe leis an smaoineamh lárnach atá ag roinnt fisiceoirí ar theoiric chandamach - níl dearcadh na réaltachta go hiomlán oibiachtúil, ní féidir linn a bheith scartha ón domhan a mbreathnaímid air.

Gabhann Hoffman an dearcadh seo go hiomlán:

"Níl sa spás ach struchtúr sonraí, agus is iad sonraí fisiciúla struchtúir sonraí a chruthaímid le linn eitilte. Nuair a fhéachaim ar chnoc, cruthaím an struchtúr sonraí seo. Ansin breathnaím ar shiúl agus brisim an struchtúr sonraí seo mar níl sé de dhíth orm níos mó. "

Mar a léiríonn saothar Hoffman, níor bhreithníomar fós brí iomlán na teoirice chandamach agus a bhfuil le rá aici faoi nádúr na réaltachta. Ar feadh an chuid is mó dá shaol, rinne Planck féin iarracht tuiscint a fháil ar an teoiric a chuidigh sé a chruthú, agus chreid sé i gcónaí i dtuiscint oibiachtúil ar na cruinne a bhí ann go neamhspleách uainn.

Scríobh sé uair amháin faoin bhfáth ar roghnaigh sé fisic a shaothrú, i gcoinne chomhairle a mhúinteora:

"Tá an domhan lasmuigh rud neamhspleách ar an duine, is rud iomlán é, agus ba chosúil domsa gurb é an cuardach ar dhlíthe a bhaineann leis seo an t-eispéireas eolaíoch is uaisle den saol."

B’fhéidir go dtógfaidh sé céad bliain eile réabhlóid eile san fhisic a chruthú an raibh sé ceart nó mícheart, cosúil lena ollamh Philip von Jolly.

Meicnic Quantum

Páirteanna eile ón tsraith