Квантовая теория

Если вас еще не поразили чудеса квантовой физики, то после этой статьи ваше мышление уж точно перевернется. Сегодня я расскажу, что такое квантовая запутанность, но простыми словами, чтобы любой человек понял, что это такое.
 

 

Квантовая теория поля

Определение 1

Квантовая теория поля — это концепция описания элементарных микрочастиц, а также их свойств и поведения в пространстве, взаимосвязей и взаимопревращений.

Данное учение позволяет определить процесс внедрения квантовых систем в рамки, называемых в науке степеней свободы, предполагающих определенное количество независимых координат, которые крайне важны для обозначения общего движения механической концепции.

Простыми словами, эти показатели являются основными характеристиками движения. Стоит отметить, что интересные открытия в сфере гармоничного взаимодействия элементарных частиц сделал исследователь Стивен Вайнберг, который открыл нейтральный ток, а именно принцип взаимосвязи между лептонами и кварками. За свое открытие в 1979-ом году физик стал лауреатом Нобелевской премии.

В квантовой теории атом состоит из ядра и конкретного облака электронов. Основа данного элемента включает в себя практически всю массу самого атома — более 95 процентов. Ядро обладает исключительно положительным зарядом, определяющий химический элемент, частью которого является сам атом. Самым необычным в строение атома является то, что ядро хоть и составляет почти всю его массу, но содержит всего одну десятитысячную его объема. Из этого следует, что плотного вещества в атоме действительно очень мало, а все остальное пространство занимает электронное облако.

Что такое квантовая механика?

Квантовая механика (КМ (QM); также известная как квантовая физика или квантовая теория), включая квантовую теорию поля, является областью физики, которая изучает законы природы, проявляющиеся на малых расстояниях и при малых энергиях атомов и субатомных частиц. Классическая физика — физика, существовавшая до квантовой механики, вытекает из квантовой механики как её предельный переход, справедливый только при больших (макроскопических) масштабах. Квантовая механика отличается от классической физики тем, что энергия, импульс и другие величины, часто ограничиваются дискретными значениями (квантование), объекты имеют характеристики и частиц, и волн (корпускулярно-волновой дуализм), и существуют ограничения на точность, с которой величины могут быть определены (принцип неопределенности).

Квантовая механика последовательно вытекает из решения Максом Планком в 1900 году задачи излучения черного тела (опубликовано в 1859 году) и работы Альберта Эйнштейна 1905 года, в которой была предложена квантовая теория для объяснения фотоэлектрического эффекта (опубликована в 1887 году). Ранняя квантовая теория, была глубоко переосмыслена в середине 1920-х годов.

Переосмысленная теория формулируется на языке специально разработанных математических формализмов. В одном из них, математическая функция (волновая функция) предоставляет информацию об амплитуде вероятности положения, импульса и других физических характеристиках частицы.

Важными областями применения квантовой теории являются: квантовая химия, сверхпроводящие магниты, светоизлучающие диоды, а также лазер, транзистор и полупроводниковые устройства, такие как микропроцессор, медицинские и исследовательские изображения, такие как магнитно-резонансная томография и электронная микроскопия, и объяснения многих биологических и физических явлений.

Читайте также:  30 самых ожидаемых игр 2021 года. Есть некстген?

Спорные моменты квантовой теории

В начале прошлого века наука очень стремительно развивалась, появлялись всё новые и новые идеи, выдвигались всё новые и новые теории. Конечно, научное сообщество не могло оставить это без внимания и начали набирать обороты появления новых направлений. Исследователи могли изучать одно и то же, но разными способами – и это вызывало противоречия, споры и конфликты. Ряд исследователей придерживались классического подхода и, вслед за А. Эйнштейном, пытались дать жизнь его теориям, опираясь на современные реалии. Эйнштейном была выдвинута мысль, что природа вещества и света двойственны, а его последователи вложили эту гипотезу в рассуждения о дуализме мира. Актуальной тогда была версия относительно того, что световая волна обязательно соответствует каждому отдельному электрону, а опыты Эйнштейна эти тезисы закрепили и связали с теорией относительности. Нельзя точно оценить последствия этих научных сдвигов, но очевидно, что это дало огромный толчок в этом направлении.

Когда дуализм волновой природы был закреплён в качестве теории, началось развитие волновой механики, были заложены волновые свойства микрочастиц и выявлены новые методы исследования структуры веществ. Далее следовали принципы времени, материи и пространства на основе общей теории относительности. И так постепенно всё вело к тому, что квантовой теории света просто не может не быть.

Квантовая телепортация простыми словами

Когда ученые узнали о квантовой запутанности и мгновенной передаче информации, многие задались вопросом: можно  ли осуществить телепортацию?

Это оказалось действительно возможным.

Уже проведено множество экспериментов по телепортации.

Суть метода легко можно понять, если вы поняли общий принцип запутанности.

Имеется частица, например электрон А и две пары запутанных электронов В и С.  Электрон А и пара В, С находятся в разных точках пространства, неважно как далеко. А теперь переведем в квантовую запутанность частички А и В, то есть объединим их. Теперь С становится точно такой же как А, потому что общее их состояние  не меняется. То есть частица А как бы телепортируется в частицу С.

Сегодня проведены уже более сложные опыты по телепортации.

Конечно, все опыты пока проводятся только с элементарными частицами. Но согласитесь, это уже невероятно. Ведь все мы состоим из тех же частиц,  ученые говорят, что телепортация макрообъектов теоретически ничем не отличается. Нужно лишь решить множество технических моментов, а это лишь вопрос времени. Может быть, человечество дойдет в своем развитии до   способности телепортировать большие объекты, да и самого человека.

Для чего нужны Пространство и Время?

Исходя из теории декогеренции, Пространство и Время возникают из квантовой реальности.

Представь себе: в квантовой реальности, вне времени и пространства, пребывает бесконечный набор возможностей. Этот набор нигде не реализован, он просто есть.

И вот, появляется информация, которая материализует, извлекает одну из альтернатив из Абсолюта. Таким образом, Возможность превращается в Событие. При этом, в квантовой реальности по-прежнему сохраняются все возможные альтернативы.

Квантовая реальность, Абсолют – это мир чистого информационного Потенциала.

Между тем, для физического проявления События необходимо какое-то место. Так возникает Пространство – как место превращения возможности в Событие под воздействием информации.

Электрон прошел через левую щель в двухщелевом эксперименте. Огромный метеорит упал на Землю. Цезарь перешел Рубикон. Твои родители встретились. Все это – События, реализованные возможности.

Для чего нужны Пространство и Время?

Поэтому, о декогеренции можно сказать и так – это превращение существующей в квантовом пространстве возможности в Событие под воздействием поступающей информации.

Читайте также:  Halo 4 UE4 Ошибки — Fatal Error на ПК

А информационный обмен, между тем, продолжается. И совершившееся Событие рождает и сообщает новую информацию. А эта вновь полученная информация начинает извлекать из квантовой реальности новую возможность, превращая ее в следующее Событие.

Электрон прошел через щель – и оставил след на левой части экрана за щелью. Метеорит упал – и началось всемирное похолодание. Цезарь перешел Рубикон – и в Риме началась гражданская война. Твои родители встретились – и полюбили друг друга.

Так рождается Время – как процесс необратимого и взаимосвязанного превращения возможностей в События.

Благодаря Времени существует причинно-следственная связь.

Без Времени не будет ни причин, ни следствий!

  • Цель существования Пространства – создание места для превращения самых разных возможностей в События.
  • Цель существования Времени – создание цепочек причинно-следственных связей для связывания Событий между собой.

Именно поэтому время на самом деле субъективно. Главное, от чего оно зависит -это интенсивность информационного обмена. Плотность Событий. Поэтому бывает, что «и дольше века длится день». А бывает «день пустой и мимолетный»…

Для увеличения схемы нажмите на нее.

Вместе Пространство и Время образуют единый континуум – Пространство Взаимосвязанных Событий.

В этом Пространстве Взаимосвязанных Событий возникает своя собственная, неповторимая и уникальная последовательность причинно-следственных связей. Тот самый невообразимо сложный и прекрасный Узор Мироздания. И ты вплетаешь в него свою нить. Ты постоянно создаешь информационное воздействие на Абсолютную реальность.

Ты превращаешь возможности в События каждой своей мыслью, словом или действием!

Для чего нужны Пространство и Время?

Теория декогеренции дает ответ на вопрос – как информация рождает материальный мир и как формируется Пространство-Время?

Однако, остается даже более важный вопрос – зачем? Для чего нужно Пространство Взаимосвязанных Событий? Каков замысел Узора Мироздания? И смысл твоего существования?

Смысл мирозданию придает наличие Сознания Абсолюта. То есть Бога.

То, о чем рассказано в этой статье, на первый взгляд может показаться очень далеким от повседневной практики. Однако, этот рассказ имеет прямое отношение к твоей жизни и к созданию твоей реальности.

Если ты глубоко прочувствуешь, что информация формирует реальность, если это станет частью твоей Мудрости – твоя жизнь необратимо изменится и станет гораздо более осознанной!

Пожалуйста, оцени статью.

Пиши свое мнение в комментариях к статье!

Принцип неопределенности Гейзенберга

Но почему? Почему мы должны иметь дело с этими непонятными вероятностями и волновыми функциями, когда, казалось бы, нет ничего проще, чем просто взять и измерить расстояние до частицы или ее скорость.

Все очень просто! Ведь в макромире это действительно так – мы с определенной точностью измеряем расстояние рулеткой, а погрешность измерения определяется характеристикой прибора. С другой стороны, мы можем практически безошибочно на глаз определить расстояние до предмета, например, до стола. Во всяком случае, мы точно дифференцируем  его положение в комнате относительно нас и других предметов. В мире же частиц ситуация принципиально иная – у нас просто физически нет инструментов измерения, чтобы с  точностью измерить искомые величины. Ведь инструмент измерения вступает в непосредственный контакт с измеряемым объектом, а в нашем случае и объект, и инструмент – это частицы. Именно это несовершенство, принципиальная невозможность учесть все факторы, действующие на частицу, а также сам факт изменения состояния системы под действием измерения и лежат в основе принципа неопределенности Гейзенберга.

Читайте также:  5 фундаментальных вопросов к The Evil Within 2

Приведем самую простую его формулировку. Представим, что есть некоторая частица, и мы хотим узнать ее скорость и координату.

В данном контексте принцип неопределенности Гейзенберга гласит: невозможно одновременно точно измерить положение и скорость частицы. Математически это записывается так:

Принцип неопределенности Гейзенберга

Здесь  дельта x —  погрешность определения координаты,  дельта v — погрешность определения скорости. Подчеркнем – данный принцип говорит о том, что чем точнее мы определим координату, тем менее точно будем знать скорость. А если определим скорость, не будем иметь ни малейшего понятия о том, где находится частица.

Принцип неопределенности Гейзенберга

На тему принципа неопределенности существует множество шуток и анекдотов. Вот один из них:

Полицейский останавливает квантового физика. — Сэр, Вы знаете, с какой скоростью двигались? — Нет, зато я точно знаю, где я нахожусь

Вернер Гейзенберг

Надеемся, что эта статья помогла Вам немного размять мозги, вспомнить хорошо забытое старое, а может быть и узнать что-то новое.  Здесь мы постарались рассказать о квантовой механике просто, понятно и по возможности интересно. Конечно, данная тема не может быть раскрыта в рамках одной статьи, поэтому о парадоксах, нерешенных задачах, черных дырах и котах Шредингера мы поговорим в самое ближайшее время.  А пока, чтобы закрепить знания, предлагаем посмотреть тематическое видео. Возможно вас также заинтересуют правила оформления чертежей по ЕСКД.

И, конечно, напоминаем Вам! Если вдруг по какой-то причине решение уравнения Шредингера для частицы в потенциальной яме не дает Вам уснуть, обращайтесь к нашим авторам – профессионалам, которые были взращены с квантовой механикой на устах!

Что почитать об эффекте наблюдателя

  1. «Квантовая вселенная. Как устроено то, что мы не можем увидеть» — Кокс Б., Форшоу Д.
  2. «Фейнмановские лекции по физике», «Кэд — странная теория света и вещества» — Ричард Фейнман
  3. «Основы квантовой механики. Учебное пособие» — Л.В. Тарасов
  4. «Физика и философия. Часть и целое» — Вернер Гейзенберг
  5. «Pro парадоксы науки», «Великая квантовая революция» — О.О. Фейгин
  6. «Квантовая теория поля» — Стивен Вайнберг
  7. «Квантовая механика. Теоретический минимум» — Арт Фридман, Леонард Сасскинд
  8. «Начала квантовой механики» — Поль Дирак

Мышь Эйнштейна

14 апреля 1954 года Альберт Эйнштейн прочел последнюю в своей жизни лекцию в Принстонском университете. Центральной темой была квантовая теория. Ученый объяснил, почему ему кажется, что она не дает всех ответов. Он рассказал, что первым ввел вероятность в квантовую физику, но также отметил, что не удовлетворен физическим смыслом волновой функции. И привел в пример квантовое описание маленького шарика диаметром 1 мм, который перемещается в коробке. Волновая функция дает размытое описание расположения шарика в коробке (и для этого надо долго ждать), тогда как повседневный опыт говорит о том, что мы всегда наблюдаем шарик в определенном месте.

Эйнштейн прокомментировал ситуацию так: «Трудно поверить, что это описание полное. Кажется, что оно делает мир крайне туманным до тех пор, пока за ним не начнет кто-нибудь наблюдать, например мышь. Можно ли поверить в то, что взгляд мышки может значительно изменить Вселенную?»

Мышь Эйнштейна

Философский вопрос