Рубрика «квантовая физика» - 11

в 19:43, , рубрики: fifth force, квантовая физика, Научно-популярное, пятое взаимодействие, стандартная модель, физика, метки: ,

Пятое фундаментальное взаимодействие: правда или вымысел? - 1

Автор статьи – Дон Линкольн, старший учёный в лаборатории при БАК Fermilab, работающей под эгидой энергетического департамента США. Недавно написал книгу "Большой адронный коллайдер: необычная история бозона Хиггса и другие вещи, которые вас поразят".

У науки с интернетом сложные взаимоотношения: наука движется вперёд путём осторожной и тщательной оценки данных и теории, и этот процесс может идти годами. А в интернете способность аудитории к концентрации напоминает диснеевскую рыбку Дори из мультика «В поисках Немо» (А теперь и «В поисках Дори») – тут мем, здесь фотка звезды… Ой, смотрите – смешной котик…

Поэтому люди, интересующиеся серьёзной наукой, должны осторожно относиться к информации, выложенной в интернете, заявляющей о научном исследовании, кардинально меняющем парадигму науки. Недавний пример – статья, в которой утверждается о возможном открытии пятого фундаментального взаимодействия. Если бы это было так, нам бы пришлось переписывать учебники.

Как физик, я хочу пролить дисциплинированный научный свет на это заявление.
Читать полностью »

в 20:10, , рубрики: излучение хокинга, квантовая физика, Научно-популярное, стена огня, теория струн, физика, физика высоких энергий, чёрные дыры, эйнштейн

Раньше упасть в чёрную дыру было просто: вы бы ничего не заметили. Но может ли на вашем пути появиться стена?

Согласно Эйнштейну, вы бы не заметили момент пересечения горизонта событий чёрной дыры. Но теперь исследователи доказывают, что на вашем пути может появиться огненная стена (или кирпичная). Сошли ли они все разом с ума?

Чёрные дыры и академические стены - 1

Tl;dr: Ага.

Иногда очень сложно понять, зачем кто-то будет терять время на решение настолько академической задачи, как потеря информации в чёрной дыре. И это говорю я, проведшая основательную часть последнего десятилетия в размышлениях о чёрных дырах. Разве физикам нечем больше заняться в мире, страдающем от войн и болезней, или хотя бы грамматических ошибок? Что двигает этими исследователями, кроме надежды попасть в заголовки благодаря решению 40-летней головоломки?
Читать полностью »

в 15:18, , рубрики: гравитация, квантовая физика, Научно-популярное, теория струн, физика

Недостающая часть: почему физики вынуждены искать квантовую теорию гравитации - 1

Математику, используемую в науке вообще и в физике в частности, часто сравнивают с языком – а это создаёт впечатление, что в основном она служит секретным кодом для отпугивания чужаков и что это больше неудобство, чем необходимость. И хотя я поддерживаю и высоко ценю популяризацию науки, аккуратное избегание технических терминов и уравнений приводит к тому, что математика воспринимается как нечто необязательное, в лучшем случае – скоропись, а в худшем – инструмент пыток. Но математика – это гораздо большее.

Математика в первую очередь – это дисциплина мыслей. Она очищена от неопределённости языка и служит инструментом вывода последствий из предположений. Она не подвержена человеческим слабостям, не знает жалости и стоит на страже объективности.

Недостающая часть: почему физики вынуждены искать квантовую теорию гравитации - 2

Современная теоретическая физика работает, создавая теории на основе набора предположений или аксиом, хотя они не обязательно должны быть чётко установлены и иногда задаются лишь неявно. Тем не менее, будучи сформулированным в математических терминах, эти предположения приводят к гораздо большему набору заключений, навязываемых физикам. Чтобы теория стала допустимой в смысле её применимости ко Вселенной, все эти выводы должны быть как внутренне непротиворечивыми, то есть не порождать противоречий, так и совпадать с наблюдениями.
Читать полностью »

в 12:01, , рубрики: квантовая запутанность, квантовая физика, лагранжева механика, Научно-популярное, ньютонова механика, физика, метки:

Альтернатива ньютоновскому взгляду на мир обещает объяснить странности квантовой физики

Загляните в будущее, чтобы понять прошлое - 1

Судя по лучшим из физических теорий, вы неправильно представляете себе время. В эйнштейновской ОТО нет разницы между прошлым и будущим, не говоря уже о понятии «сейчас». Также там нет направления, в котором «течёт» время; вместо этого пространство и время просто существуют в некоей четырехмерной структуре. Более того, все фундаментальные законы физики работают одинаково как вперёд по времени, так и назад.

Эти факты нелегко принять, поскольку они противоречат нашему субъективному восприятию времени. Но не расстраивайтесь: их нелегко принять даже физикам и это напряжение приводит физику в противоречие не только со здравым смыслом, но и с самой собой. И хотя физики много говорят о симметрии времени, они позволяют себе искать причины явлений, происходящих в мире, только в прошлом, а не в будущем.
Читать полностью »

в 10:47, , рубрики: квантовая запутанность, квантовая физика, Научно-популярное, физика

Квантовая запутанность – одно из самых сложных понятий в науке, но основные её принципы просты. А если понять её, запутанность открывает путь к лучшему пониманию таких понятий, как множественность миров в квантовой теории.

Просто о квантовой запутанности - 1

Чарующей аурой загадочности окутано понятие квантовой запутанности, а также (каким-то образом) связанное с ним требование квантовой теории о необходимости наличия «многих миров». И, тем не менее, по сути своей это научные идеи с приземлённым смыслом и конкретными применениями. Я хотел бы объяснить понятия запутанности и множества миров настолько просто и ясно, насколько знаю их сам.

I

Запутанность считается явлением, уникальным для квантовой механики – но это не так. На самом деле, для начала будет более понятным (хотя это и необычный подход) рассмотреть простую, не квантовую (классическую) версию запутанности. Это позволит нам отделить тонкости, связанные с самой запутанностью, от других странностей квантовой теории.

Запутанность появляется в ситуациях, в которых у нас есть частичная информация о состоянии двух систем. К примеру, нашими системами могут стать два объекта – назовём их каоны. «К» будет обозначать «классические» объекты. Но если вам очень хочется представлять себе что-то конкретное и приятное – представьте, что это пирожные.

Наши каоны будут иметь две формы, квадратную или круглую, и эти формы будут обозначать их возможные состояния. Тогда четырьмя возможными совместными состояниями двух каонов будут: (квадрат, квадрат), (квадрат, круг), (круг, квадрат), (круг, круг). В таблице указана вероятность нахождения системы в одном из четырёх перечисленных состояний.
Читать полностью »

в 19:14, , рубрики: Вселенная, квантовая физика, Научно-популярное, тензорные сети, тензоры, теория струн, физика

Как квантовые пары сшивают пространство-время

Квантовая ткань пространства-времени: сеть-гобелен - 1

Первая часть

Брайан Свингл изучал физику в аспирантуре Массачусетского технологического института, когда он решил сходить на парочку занятий по теории струн, чтобы усовершенствовать своё образование – как он сам вспоминает, по принципу «почему бы и нет» – хотя изначально он не обращал внимания на концепции, с которыми он познакомился на этом курсе. Но погружаясь глубже, он начал замечать неожиданные связи с его собственной работой, в которой он использовал т.н. тензорные сети для предсказания свойств экзотических материалов и подход к физике чёрных дыр и квантовой гравитации, взятый из теории струн. «Я понял, что происходит нечто удивительное»,- говорит он.

Тензоры периодически неожиданно возникают в разных областях физики – это математические объекты, которые могут представлять множество чисел сразу. К примеру, вектор скорости – это простейший тензор: он включает как скорость, так и направление. Более сложные тензоры, связанные в сети, можно использовать для упрощения подсчетов для сложных систем, составленных из множества взаимодействующих частей – включая замысловатые взаимодействия огромного количества субатомных частиц, составляющих материю.
Читать полностью »

в 9:05, , рубрики: квантовая физика, кот шредингера, Научно-популярное, суперпозиция, физика, метки: ,

Кот Шрёдингера сохранил суперпозицию после распила на две коробки - 1

Учёные из Йельского университета преподали небольшой урок квантовой магии с помощью новой версии известного мысленного эксперимента Эрвина Шрёдингера с котом, который находится в квантовой суперпозиции, то есть в двух состояниях одновременно. Это вполне обычное состояние квантовых частиц, например, фотонов. Суперпозиция сохраняется, пока не произведут измерение, после чего фотон выбирает одно из двух возможных состояний.

Сейчас физики вывели эксперимент на новый уровень. Учёные распилили воображаемого кота на две половины (Alice и Bob) и положили их в две коробки. Эксперимент провели в реальных лабораторных условиях. Роль кота Шрёдингера играли электромагнитные волны.
Читать полностью »

в 23:07, , рубрики: волновая функция, запутанность, квантовая физика, Научно-популярное, физика, эйнштейн

image

Оуэн Маруни [Owen Maroney] беспокоится, что физики полстолетия были вовлечены в большой обман.

По словам Маруни, работающего физиком в Оксфордском университете, с момента изобретения квантовой теории в 1900-х годах все говорили о странности этой теории. Как она позволяет частицам и атомам двигаться в нескольких направлениях одновременно, или одновременно вращаться по часовой и против часовой стрелки. Но словами ничего не докажешь. «Если мы рассказываем общественности, что квантовая теория очень странная, нам необходимо проверить это утверждение экспериментально,- говорит Маруни. – А иначе мы не наукой занимаемся, а рассказываем про всякие закорючки на доске».

Именно эта мысль навела Маруни сотоварищи на мысль разработать новую серию экспериментов для раскрытия сути волновой функции – загадочной сущности, лежащей в основе квантовых странностей. На бумаге, волновая функция – просто математический объект, обозначаемый буквой пси (Ψ) (одна из тех самых закорючек), и используется для описания квантового поведения частиц. В зависимости от эксперимента, волновая функция позволяет учёным вычислять вероятность наблюдения электрона в каком-то конкретном месте, или шансы того, что его спин ориентирован вверх или вниз. Но математика не говорит о том, что на самом деле такое волновая функция. Это нечто физическое? Или просто вычислительный инструмент, позволяющий работать с невежественностью наблюдателя касательно реального мира?

Использованные для ответа на вопрос тесты очень тонкие, и им всё ещё предстоит выдать однозначный ответ. Но исследователи оптимистичны в том, что развязка близка. И им, наконец, удастся ответить на вопросы, мучавшие всех десятки лет. Может ли частица реально быть во многих местах одновременно? Делится ли Вселенная постоянно на параллельные миры, в каждом из которых существует наша альтернативная версия? Существует ли вообще нечто под названием «объективная реальность»?

«Такие вопросы рано или поздно появляются у любого»,- говорит Алессандро Федриччи, физик из Квинслендского университета (Австралия). «Что на самом деле реально?»
Читать полностью »

в 19:09, , рубрики: Джон Валлис, квантовая физика, Научно-популярное, уравнение Шрёдингера, физика, формула Валлиса, метки: ,

В 1655 году английский математик Джон Валлис опубликовал трактат «Арифметика бесконечного», где вывел формулу числа π из произведения бесконечного ряда дробей, которые постепенно сходятся.

Формулу Валлиса для числа Пи нашли в атоме водорода - 1

Формула Валлиса мало пригодна для практических вычислений, но была полезна во многих теоретических исследованиях. Теперь математики из университета Рочестера (США) внезапно обнаружили, что та же самая формула подходит для описания квантово-механических энергетических уровней атома водорода. Это означает наличие прямой связи реального мира физики и абстрактного мира чистой математики.
Читать полностью »

в 19:52, , рубрики: будущее здесь, информационная безопасность, квантовая физика, квантовые вычисления, Научно-популярное, теория информации

В предыдущих статьях я кратко рассказал о предпосылках в развитии квантовой физики и информатике, которые привели к появлению квантовой информации и квантовым вычислениям как таковым. Сегодня же хотел рассмотреть подобным образом ещё одно направление, внесшее существенный вклад: теорию информации.
Читать полностью »

1...101112...14
Главная   |  Архив новостей  |   Android  |   Google  |   Apple  |   Microsoft  |   Информационная безопасность  |   Веб – разработка
Публикации RSS  |  Комментарии RSS
https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js