Quantumverstrengeling: theorie, principe, effect

Het gouden herfstgebladerte van bomen schitterde fel. De stralen van de avondzon raakten de uitgedunde toppen aan. Het licht baant zich een weg door de takken en voert een spektakel op van bizarre figuren die een glimp opvangden van de muur van de 'cadet' van de universiteit.

Sir Hamilton's peinzende blik langzaamgleed, keek naar het spel van licht en schaduw. In het hoofd van de Ierse wiskundige was er een echte gieterij van gedachten, ideeën en conclusies. Hij was zich er terdege van bewust dat de verklaring van vele verschijnselen met de hulp van de Newtoniaanse mechanica als een spel van schaduwen aan de muur is, bedrieglijk verweven figuren en laat veel vragen onbeantwoord. "Misschien is dit een golf ... of misschien een stroom deeltjes," dacht de wetenschapper, "of licht is een manifestatie van beide verschijnselen. Zoals figuren die zijn geweven van schaduw en licht. '

Het begin van de kwantumfysica

Het is interessant om geweldige mensen te zien en het te proberenom te beseffen hoe geweldige ideeën worden geboren die de loop van de evolutie van de hele mensheid veranderen. Hamilton is een van degenen die de oorsprong van de kwantumfysica hebben gevonden. Vijftig jaar later, aan het begin van de twintigste eeuw, waren veel wetenschappers bezig met het bestuderen van elementaire deeltjes. De opgedane kennis was inconsistent en niet gecompileerd. De eerste trillende stappen werden echter genomen.

Inzicht in de microwereld in het begin van de twintigste eeuw

In 1901 werd het eerste model van het atoom gepresenteerden toont zijn inconsistentie, vanuit het oogpunt van conventionele elektrodynamica. In dezelfde periode publiceren Max Planck en Niels Bohr veel werken over de aard van het atoom. Ondanks hun harde werk bestond er geen volledig begrip van de structuur van het atoom.

Een paar jaar later, in 1905, het weinig bekendeDe Duitse wetenschapper Albert Einstein publiceerde een rapport over de mogelijkheid van het bestaan ​​van een lichtkwantum in twee toestanden - golf en deeltje (deeltje). In zijn werk werden argumenten aangevoerd om de reden voor het falen van het model te verklaren. De visie van Einstein was echter beperkt tot het oude begrip van het atomaire model.

Na talloze werken van Niels Bohr en de zijnecollega's in 1925 werd een nieuwe richting geboren - een soort kwantummechanica. De algemene uitdrukking - "kwantummechanica" verscheen na dertig jaar.

Wat weten we over quanta en hun eigenaardigheden?

Vandaag is de kwantumfysica voldoendever weg Open veel verschillende verschijnselen. Maar wat weten we echt? Het antwoord wordt gepresenteerd door een wetenschapper van onze tijd. "Je kunt in de kwantumfysica geloven of het niet begrijpen," is de definitie van Richard Feynman. Denk er zelf eens over na. Het is voldoende om het fenomeen quantumverstrengeling van deeltjes te noemen. Dit fenomeen dompelde de wetenschappelijke wereld onder in een positie van complete verbijstering. Een nog grotere schok was dat de paradox die naar voren kwam onverenigbaar is met de wetten van Newton en Einstein.

Voor het eerst het effect van quantumverstrengeling van fotonenwerd besproken in 1927 op het vijfde Solvay-congres. Er was een verhit argument tussen Niels Bohr en Einstein. De paradox van kwantumverwarring veranderde volledig het begrip van de essentie van de materiële wereld.

Het is bekend dat alle lichamen uit elementair bestaan ​​bestaandeeltjes. Dienovereenkomstig worden alle verschijnselen van de kwantummechanica weerspiegeld in de gewone wereld. Niels Bohr zei dat als we niet naar de maan kijken, deze niet bestaat. Einstein beschouwde dit als onredelijk en geloofde dat het object onafhankelijk van de waarnemer bestaat.

Bij het bestuderen van de problemen van de kwantummechanica zou moetenbegrijpen dat zijn mechanismen en wetten met elkaar in verband staan ​​en de klassieke natuurkunde niet gehoorzamen. Laten we het meest controversiële gebied proberen te begrijpen - de kwantumverstrengeling van deeltjes.

Quantumverstrengelingstheorie

Om te beginnen is het de moeite waard om die kwantumfysica te begrijpenals een bodemloze put, waar je alles kunt vinden. Het fenomeen van kwantumverstrengeling aan het begin van de vorige eeuw werd bestudeerd door Einstein, Bohr, Maxwell, Boyle, Bell, Planck en vele andere natuurkundigen. Gedurende de twintigste eeuw hebben duizenden wetenschappers dit actief bestudeerd en over de hele wereld geëxperimenteerd.

De wereld is onderworpen aan strikte wetten van de natuurkunde.

Waarom zo'n interesse in kwantumparadoxenMechanics? Alles is heel eenvoudig: we leven in gehoorzaamheid aan bepaalde wetten van de fysieke wereld. Het vermogen om predestinatie "omzeilen" opent de magische deur, waarachter alles mogelijk wordt. Het concept van de 'Schrödinger Kota' leidt bijvoorbeeld tot de beheersing van materie. Het is ook mogelijk om informatie te teleporteren die wordt veroorzaakt door quantumverstrengeling. De overdracht van informatie zal direct gebeuren, ongeacht de afstand.
Deze vraag is nog in studie, maar heeft een positieve trend.

Analogie en begrip

Wat is er uniek aan quantumverstrengeling, hoe gaat hetbegrijpen en wat gebeurt hier mee? Laten we proberen het uit te zoeken. Hiervoor moet je een soort gedachte-experiment uitvoeren. Stel je voor dat je twee dozen in handen hebt. In elk ervan ligt één bal met een streep. Nu geven we een doos aan de astronaut en vliegt hij naar Mars. Zodra je de doos opent en ziet dat de strip op de bal horizontaal is, zal de bal in een andere doos automatisch een verticale strip hebben. Dit zal kwantumverstrengeling zijn in eenvoudige woorden: een object bepaalt de positie van een ander.

Het moet echter duidelijk zijn dat dit slechts een oppervlakkige verklaring is. Om kwantumverwarring te verkrijgen, is het noodzakelijk dat de deeltjes dezelfde oorsprong hebben, zoals tweelingen.

Het is heel belangrijk om te begrijpen dat het experiment gefrustreerd is als iemand de mogelijkheid heeft om naar ten minste één van de objecten vóór u te kijken.

Waar kan quantumverwarring worden gebruikt?

Het principe van quantumverstrengeling kan zijngebruikt om informatie over lange afstanden direct te verzenden. Een dergelijke conclusie is in tegenspraak met de relativiteitstheorie van Einstein. Het stelt dat de maximale bewegingssnelheid alleen inherent is aan licht - driehonderdduizend kilometer per seconde. Een dergelijke overdracht van informatie maakt het mogelijk dat fysieke teleportatie bestaat.

Alles in de wereld - informatie, inclusief materie. Dit is de conclusie van kwantumfysici. In 2008 hebben we op basis van een theoretische database kwantumverwarring met het blote oog kunnen zien.

Dit suggereert nogmaals dat we staanop de drempel van grote ontdekkingen - beweging in de ruimte en in de tijd. Tijd in het heelal is discreet, daarom maakt onmiddellijke beweging over enorme afstanden het mogelijk om in verschillende tijdsdichtheden te vallen (gebaseerd op de hypothesen van Einstein en Bohr). Misschien zal het in de toekomst een realiteit zijn, net als een mobiele telefoon vandaag.

Etherdynamica en kwantumverstrengeling

Volgens sommige vooraanstaande wetenschappers, quantumverwarring wordt verklaard door het feit dat de ruimte is gevuld met wat etherzwarte materie. Elk elementair deeltje woont, zoals we weten, in de vorm van golven en lichaampjes (deeltjes). Sommige wetenschappers geloven dat alle deeltjes zich op het "canvas" van donkere energie bevinden. Om dit te begrijpen is niet eenvoudig. Laten we proberen het op de andere manier te achterhalen - de associatiemethode.

Stel je voor aan de zee. Licht wind en zachte wind. Zie je de golven? En ergens in de verte, in de weerspiegeling van de stralen van de zon, is een zeilboot zichtbaar.
Het schip zal ons elementaire deeltje zijn en de zee - de ether (donkere energie).
De zee kan in de vorm van zichtbaar in beweging zijngolven en waterdruppels. Op dezelfde manier kunnen alle elementaire deeltjes gewoon een zee (integraal onderdeel) of een afzonderlijk deeltje zijn - een druppel.

Dit is een vereenvoudigd voorbeeld, alles is iets gecompliceerder. Deeltjes zonder de aanwezigheid van een waarnemer hebben de vorm van een golf en hebben geen specifieke locatie.

De witte zeilboot is een geselecteerd objectanders dan het gladde oppervlak en de structuur van het zeewater. Evenzo zijn er "pieken" in de oceaan van energie, die we kunnen zien als een manifestatie van de krachten die we kennen en die het materiële deel van de wereld hebben gevormd.

De microwereld leeft volgens zijn eigen wetten

Het principe van kwantumverstrengeling kan worden begrepen alsHoud er rekening mee dat elementaire deeltjes de vorm van golven hebben. Omdat ze geen specifieke locatie en kenmerken hebben, bevinden beide deeltjes zich in de oceaan van energie. Op het moment van het verschijnen van de waarnemer, "verandert" de golf in een voorwerp dat toegankelijk is voor aanraking. Het tweede deeltje, observerend het evenwichtssysteem, verkrijgt tegengestelde eigenschappen.

Het beschreven artikel is niet gericht op uitgebreide wetenschappelijke beschrijvingen van de kwantumwereld. De mogelijkheid om de gewone persoon te begrijpen is gebaseerd op de beschikbaarheid van inzicht in het gepresenteerde materiaal.

De fysica van elementaire deeltjes bestudeert de verstrengeling van kwantumtoestanden op basis van de spin (rotatie) van een elementair deeltje.

Wetenschappelijke taal (vereenvoudigd) - Quantumverwarring wordt bepaald door de verschillende rug. Tijdens het observeren van objecten zagen wetenschappers dat er slechts twee spins kunnen zijn - langs en tegenover elkaar. Vreemd genoeg, in andere posities "poseren" de deeltjes niet voor de toeschouwer.

Nieuwe hypothese - een nieuw wereldbeeld

De studie van de microkosmos - de ruimte van elementairdeeltjes - gaf aanleiding tot vele hypothesen en aannames. Het effect van quantumverstrengeling zette wetenschappers aan tot het idee van het bestaan ​​van een soort quantum-microgrid. Volgens hen is er in elk knooppunt - het snijpunt - een quantum. Alle energie is een integraal rooster en de manifestatie en beweging van deeltjes is alleen mogelijk via de traliewerken.

De grootte van het "venster" van een dergelijk raster is klein genoeg, enmeten met moderne apparatuur is onmogelijk. Om deze hypothese te bevestigen of te weerleggen, besloten de wetenschappers om de beweging van fotonen in een ruimtelijk kwantumrooster te bestuderen. De bottom line is dat het foton ofwel direct ofwel in zigzags kan bewegen - langs de diagonaal van het raster. In het tweede geval, na een grotere afstand te hebben overwonnen, zal hij meer energie uitgeven. Dienovereenkomstig zal het verschillen van een foton dat in een rechte lijn beweegt.

Misschien zullen we na verloop van tijd weten dat we levenruimtelijk kwantumraster. Of deze veronderstelling kan verkeerd zijn. Het is echter precies het principe van kwantumverstrengeling dat de mogelijkheid van het bestaan ​​van een rooster aangeeft.

In eenvoudige bewoordingen, in de hypothetischeruimtelijke "kubus" de definitie van één gezicht heeft een duidelijke tegengestelde betekenis van de ander. Dat is het principe van het behoud van de structuur van ruimte - tijd.

epiloog

De magische en mysterieuze wereld begrijpenkwantumfysica is het de moeite waard om de ontwikkeling van de wetenschap in de afgelopen vijfhonderd jaar nauwkeurig te bekijken. Vroeger dacht men dat de aarde plat was en niet bolvormig. De reden is duidelijk: als je zijn vorm rond maakt, dan zullen water en mensen niet kunnen weerstaan.

Zoals we kunnen zien, bestond het probleem in de afwezigheid vanvolledige visie van alle bestaande krachten. Het is mogelijk dat de moderne wetenschap een visie ontbeert van alle acteerkrachten om de kwantumfysica te begrijpen. Lacunes van visie leiden tot een systeem van tegenstrijdigheden en paradoxen. Misschien bevat de magische wereld van de kwantummechanica de antwoorden op de gestelde vragen.