تألق أوراق الخريف الذهبية للأشجار بشكل مشرق. لامست أشعة شمس المساء القمم الرقيقة. اخترق الضوء الفروع وأطلق مشهدًا لأشكال غريبة تومض على جدار جامعة "كابتيركا".
انزلقت نظرة السير هاميلتون العميقة ببطء ، ومشاهدة مسرحية chiaroscuro. في رأس عالم الرياضيات الأيرلندي كان هناك بوتقة حقيقية للأفكار والأفكار والاستنتاجات. كان يدرك جيدًا أن تفسير العديد من الظواهر بمساعدة ميكانيكا نيوتن يشبه مسرحية الظلال على الحائط ، وتشابك الأشكال بشكل مخادع وترك العديد من الأسئلة دون إجابة. "ربما تكون موجة … أو ربما تكون عبارة عن تيار من الجسيمات" ، كما يتأمل العالم ، "أو أن الضوء هو مظهر من مظاهر كلتا الظاهرتين. مثل الأشكال المنسوجة من الظل والضوء ".
بداية فيزياء الكم
من المثير للاهتمام مشاهدة الأشخاص العظماء ومحاولة فهم كيف تولد الأفكار العظيمة التي تغير مسار تطور البشرية جمعاء. هاملتون هو أحد أولئك الذين وقفوا في أصول فيزياء الكم. بعد خمسين عامًا ، في بداية القرن العشرين ، انخرط العديد من العلماء في دراسة الجسيمات الأولية.كانت المعرفة المكتسبة غير متسقة وغير مجمعة. ومع ذلك ، فقد تم اتخاذ الخطوات الأولى المهتزة.
فهم العالم الصغير في بداية القرن العشرين
في عام 1901 تم تقديم النموذج الأول للذرة وبيان فشلها من وجهة نظر الديناميكا الكهربائية العادية. خلال نفس الفترة ، نشر ماكس بلانك ونيلز بور العديد من الأعمال حول طبيعة الذرة. على الرغم من عملهم الشاق ، لم يكن هناك فهم كامل لبنية الذرة.
بعد بضع سنوات ، في عام 1905 ، نشر العالم الألماني غير المعروف ألبرت أينشتاين تقريرًا عن إمكانية وجود كم خفيف في حالتين - الموجة والجسيم (الجسيمات). في عمله ، تم تقديم الحجج لشرح سبب فشل النموذج. ومع ذلك ، كانت رؤية أينشتاين محدودة بالفهم القديم لنموذج الذرة.
بعد العديد من الأعمال التي قام بها نيلز بور وزملاؤه في عام 1925 ، ظهر اتجاه جديد - نوع من ميكانيكا الكم. ظهر تعبير شائع - "ميكانيكا الكم" بعد ثلاثين عامًا.
ماذا نعرف عن الكوانتا ومراوغاتها؟
اليوم ، قطعت فيزياء الكم شوطًا كبيرًا. تم اكتشاف العديد من الظواهر المختلفة. لكن ما الذي نعرفه حقًا؟ الجواب قدمه عالم حديث واحد. "يمكن للمرء أن يؤمن بفيزياء الكم أو لا يفهمها ،" هو تعريف ريتشارد فاينمان. فكر في الأمر بنفسك. يكفي ذكر ظاهرة مثل التشابك الكمي للجسيمات. لقد أغرقت هذه الظاهرة العالم العلمي في موقف من الحيرة الكاملة. المزيد من الصدمةهو أن التناقض الناتج غير متوافق مع قوانين نيوتن وآينشتاين.
لأول مرة نوقش تأثير التشابك الكمي للفوتونات في عام 1927 في مؤتمر سولفاي الخامس. نشأ جدال ساخن بين نيلز بور وآينشتاين. لقد غيرت مفارقة التشابك الكمومي تمامًا فهم جوهر العالم المادي.
من المعروف أن جميع الأجسام تتكون من جسيمات أولية. وفقًا لذلك ، تنعكس جميع ظواهر ميكانيكا الكم في العالم العادي. قال نيلز بور إننا إذا لم ننظر إلى القمر ، فلن يكون موجودًا. اعتبر أينشتاين هذا غير معقول واعتقد أن الكائن موجود بشكل مستقل عن المراقب.
عند دراسة مشاكل ميكانيكا الكم ، يجب أن يفهم المرء أن آلياتها وقوانينها مترابطة ولا تخضع للفيزياء الكلاسيكية. دعونا نحاول فهم المنطقة الأكثر إثارة للجدل - التشابك الكمي للجسيمات.
نظرية التشابك الكم
بادئ ذي بدء ، يجدر بنا أن نفهم أن فيزياء الكم مثل بئر لا قاع يمكن فيه العثور على أي شيء. تمت دراسة ظاهرة التشابك الكمي في بداية القرن الماضي من قبل أينشتاين ، وبوهر ، وماكسويل ، وبويل ، وبيل ، وبلانك والعديد من علماء الفيزياء الآخرين. طوال القرن العشرين ، قام الآلاف من العلماء حول العالم بدراستها وتجربتها بنشاط.
يخضع العالم لقوانين الفيزياء الصارمة
لماذا يوجد مثل هذا الاهتمام بمفارقات ميكانيكا الكم؟ كل شيء بسيط للغاية: نحن نعيش ونطيع قوانين معينة للعالم المادي. القدرة على "تجاوز" الأقدار تفتح بابًا سحريًا وراءهحيث يصبح كل شيء ممكنا. على سبيل المثال ، يقود مفهوم "قطة شرودنغر" إلى السيطرة على المادة. سيصبح من الممكن أيضًا نقل المعلومات عن بعد ، مما يؤدي إلى التشابك الكمي. سيصبح نقل المعلومات فوريًا ، بغض النظر عن المسافة.هذه القضية لا تزال قيد الدراسة ، لكن لها اتجاه إيجابي.
التشبيه والفهم
ما هو تفرد التشابك الكمومي وكيف نفهمه وماذا يحدث معه؟ دعنا نحاول معرفة ذلك. هذا سوف يتطلب بعض التجارب الفكرية. تخيل أن لديك صندوقين في يديك. كل منهم يحتوي على كرة واحدة مع شريط. الآن نعطي صندوقًا واحدًا لرائد الفضاء ، ويطير إلى المريخ. بمجرد أن تفتح الصندوق وترى أن الشريط الموجود على الكرة أفقي ، فسيكون للكرة في المربع الآخر تلقائيًا شريط عمودي. سيكون هذا تشابكًا كميًا يتم التعبير عنه بكلمات بسيطة: كائن واحد يحدد مسبقًا موضع الآخر.
ومع ذلك ، يجب أن نفهم أن هذا مجرد تفسير سطحي. من أجل الحصول على التشابك الكمومي ، من الضروري أن يكون للجسيمات نفس الأصل ، مثل التوائم.
من المهم جدًا أن تفهم أن التجربة ستتعطل إذا أتيحت الفرصة لشخص ما قبل أن ينظر إلى أحد العناصر على الأقل.
أين يمكن استخدام التشابك الكمي؟
يمكن استخدام مبدأ التشابك الكمومي لنقل المعلومات عبر مسافات طويلةفورا. مثل هذا الاستنتاج يتناقض مع نظرية النسبية لأينشتاين. تقول أن السرعة القصوى للحركة متأصلة فقط في الضوء - ثلاثمائة ألف كيلومتر في الثانية. هذا النقل للمعلومات يجعل من الممكن وجود النقل الآني المادي.
كل شيء في العالم هو معلومات ، بما في ذلك المادة. توصل علماء فيزياء الكم إلى هذا الاستنتاج. في عام 2008 ، بناءً على قاعدة بيانات نظرية ، كان من الممكن رؤية التشابك الكمي بالعين المجردة.
يشير هذا مرة أخرى إلى أننا على وشك اكتشافات عظيمة - نتحرك في المكان والزمان. الوقت في الكون منفصل ، لذا فإن الحركة اللحظية على مسافات شاسعة تجعل من الممكن الدخول في كثافات زمنية مختلفة (بناءً على فرضيات آينشتاين ، بور). ربما في المستقبل سيكون واقعًا تمامًا مثل الهاتف المحمول اليوم.
الديناميات الأثيرية والتشابك الكمومي
وفقًا لبعض العلماء البارزين ، يُفسر التشابك الكمي من خلال حقيقة أن الفضاء مليء بنوع من الأثير - المادة السوداء. أي جسيم أولي ، كما نعلم ، يوجد في شكل موجة وجسيم (جسيم). يعتقد بعض العلماء أن جميع الجسيمات موجودة على "لوحة" الطاقة المظلمة. هذا ليس من السهل فهمه. دعونا نحاول معرفة ذلك بطريقة أخرى - طريقة الارتباط.
تخيل نفسك على الشاطئ. نسيم خفيف ونسيم خفيف. ترى الأمواج؟ وفي مكان ما في المسافة ، في انعكاسات أشعة الشمس ، يظهر المراكب الشراعية.
ستكون السفينة جسيمنا الأولي ، وسيكون البحر أثيرًا (مظلمًاالطاقة)يمكن أن يكون البحر في حالة حركة على شكل موجات مرئية وقطرات الماء. بنفس الطريقة ، يمكن أن تكون جميع الجسيمات الأولية مجرد بحر (جزء لا يتجزأ منه) أو جسيم منفصل - قطرة.
هذا مثال مبسط ، كل شيء أكثر تعقيدًا بعض الشيء. الجسيمات بدون وجود مراقب تكون على شكل موجة وليس لها موقع ثابت.
المراكب الشراعية البيضاء كائن مميز ، فهي تختلف عن سطح وهيكل مياه البحر. بالطريقة نفسها ، هناك "قمم" في محيط الطاقة يمكننا اعتبارها مظاهر للقوى المعروفة لنا والتي شكلت الجزء المادي من العالم.
يعيش Microworld وفقًا لقوانينه الخاصة
يمكن فهم مبدأ التشابك الكمومي إذا أخذنا في الاعتبار حقيقة أن الجسيمات الأولية في شكل موجات. بدون موقع وخصائص محددة ، يكون كلا الجسيمين في محيط من الطاقة. في اللحظة التي يظهر فيها المراقب ، "تتحول" الموجة إلى كائن يمكن لمسه. الجسيم الثاني ، الذي يراقب نظام التوازن ، يكتسب خصائص معاكسة.
المقالة الموصوفة لا تهدف إلى الأوصاف العلمية الواسعة للعالم الكمي. تعتمد قدرة الشخص العادي على الفهم على توافر فهم المادة المقدمة.
تدرس فيزياء الجسيمات تشابك الحالات الكمية بناءً على دوران (دوران) الجسيم الأولي.
لغة علمية (مبسطة) - يتم تعريف التشابك الكمومي بواسطة دورات مختلفة. فيفي عملية مراقبة الأشياء ، رأى العلماء أنه لا يمكن أن يكون هناك سوى دورتين - على طول وعبر. الغريب ، في مواضع أخرى ، لا "تشكل" الجسيمات للمراقب.
فرضية جديدة - نظرة جديدة للعالم
دراسة العالم المصغر - مساحة الجسيمات الأولية - أدت إلى العديد من الفرضيات والافتراضات. دفع تأثير التشابك الكمومي العلماء إلى التفكير في وجود نوع من الشبكة الكمومية الدقيقة. في رأيهم ، في كل عقدة - نقطة التقاطع - يوجد كم. كل الطاقة عبارة عن شبكة متكاملة ، ولا يمكن ظهور الجسيمات وحركتها إلا من خلال عقد الشبكة.
حجم "نافذة" مثل هذا الحاجز صغير جدًا ، وقياس المعدات الحديثة مستحيل. ومع ذلك ، من أجل تأكيد هذه الفرضية أو دحضها ، قرر العلماء دراسة حركة الفوتونات في الشبكة الكمية المكانية. خلاصة القول هي أن الفوتون يمكن أن يتحرك إما بشكل مستقيم أو متعرج - على طول قطري الشبكة. في الحالة الثانية ، بعد التغلب على مسافة أكبر ، سوف ينفق المزيد من الطاقة. وفقًا لذلك ، سيكون مختلفًا عن تحرك الفوتون في خط مستقيم.
ربما سنتعلم بمرور الوقت أننا نعيش في شبكة كمية مكانية. أو قد يكون هذا الافتراض خاطئًا. ومع ذلك ، فإن مبدأ التشابك الكمي هو الذي يشير إلى إمكانية وجود شبكة.
بعبارات بسيطة ، في "المكعب" المكاني الافتراضي ، يحمل تعريف وجه واحد معنى معاكسًا واضحًا للآخر. هذا هو مبدأ الحفاظ على بنية الفضاء -الوقت
خاتمة
لفهم العالم السحري والغامض لفيزياء الكم ، يجدر النظر عن كثب في مسار العلوم على مدى الخمسمائة عام الماضية. كان من المعتاد أن الأرض كانت مسطحة وليست كروية. والسبب واضح: إذا أخذت شكلها على شكل دائري فلن يستطيع الماء والناس المقاومة.
كما نرى كانت المشكلة في غياب الرؤية الكاملة لجميع القوى العاملة. من الممكن أن العلم الحديث يفتقر إلى رؤية لجميع القوى المؤثرة لفهم فيزياء الكم. تؤدي فجوات الرؤية إلى ظهور نظام من التناقضات والمفارقات. ربما يحمل العالم السحري لميكانيكا الكم إجابات لهذه الأسئلة.
