A folhagem dourada de outono das árvores brilhava intensamente. Os raios do sol da tarde tocavam os topos finos. A luz atravessou os galhos e encenou um espetáculo de figuras bizarras piscando na parede da universidade "kapterka".
O olhar pensativo de Sir Hamilton deslizou lentamente, observando o jogo do claro-escuro. Na cabeça do matemático irlandês havia um verdadeiro caldeirão de pensamentos, ideias e conclusões. Ele estava bem ciente de que a explicação de muitos fenômenos com a ajuda da mecânica newtoniana é como o jogo de sombras na parede, entrelaçando figuras enganosamente e deixando muitas perguntas sem resposta. “Talvez seja uma onda… ou talvez seja um fluxo de partículas”, o cientista meditou, “ou a luz é uma manifestação de ambos os fenômenos. Como figuras tecidas de sombra e luz.”
O início da física quântica
É interessante observar grandes pessoas e tentar entender como nascem grandes ideias que mudam o curso da evolução de toda a humanidade. Hamilton é um dos que estiveram nas origens da física quântica. Cinquenta anos depois, no início do século XX, muitos cientistas estavam engajados no estudo das partículas elementares. O conhecimento adquirido era inconsistente e não compilado. No entanto, os primeiros passos vacilantes foram dados.
Compreendendo o micromundo no início do século XX
Em 1901, o primeiro modelo do átomo foi apresentado e sua falha foi mostrada, do ponto de vista da eletrodinâmica comum. Durante o mesmo período, Max Planck e Niels Bohr publicaram muitos trabalhos sobre a natureza do átomo. Apesar de seu trabalho meticuloso, não havia uma compreensão completa da estrutura do átomo.
Alguns anos depois, em 1905, um cientista alemão pouco conhecido Albert Einstein publicou um relatório sobre a possibilidade da existência de um quantum de luz em dois estados - onda e corpuscular (partículas). Em seu trabalho, foram apresentados argumentos explicando o motivo do fracasso do modelo. No entanto, a visão de Einstein era limitada pela antiga compreensão do modelo do átomo.
Depois de inúmeros trabalhos de Niels Bohr e seus colegas em 1925, uma nova direção nasceu - uma espécie de mecânica quântica. Uma expressão comum - "mecânica quântica" apareceu trinta anos depois.
O que sabemos sobre quanta e suas peculiaridades?
Hoje, a física quântica já foi longe demais. Muitos fenômenos diferentes foram descobertos. Mas o que realmente sabemos? A resposta é apresentada por um cientista moderno. "Pode-se acreditar na física quântica ou não entendê-la", é a definição de Richard Feynman. Pense nisso você mesmo. Será suficiente mencionar um fenômeno como o emaranhamento quântico de partículas. Este fenômeno mergulhou o mundo científico em uma posição de completa perplexidade. Ainda mais choquefoi que o paradoxo resultante é incompatível com as leis de Newton e Einstein.
Pela primeira vez o efeito do emaranhamento quântico de fótons foi discutido em 1927 no quinto Congresso Solvay. Uma discussão acalorada surgiu entre Niels Bohr e Einstein. O paradoxo do entrelaçamento quântico mudou completamente a compreensão da essência do mundo material.
Sabe-se que todos os corpos são constituídos por partículas elementares. Assim, todos os fenômenos da mecânica quântica são refletidos no mundo comum. Niels Bohr disse que se não olharmos para a lua, então ela não existe. Einstein considerou isso irracional e acreditava que o objeto existe independentemente do observador.
Ao estudar os problemas da mecânica quântica, deve-se entender que seus mecanismos e leis estão interligados e não obedecem à física clássica. Vamos tentar entender a área mais controversa - o emaranhamento quântico de partículas.
Teoria do Emaranhamento Quântico
Para começar, vale a pena entender que a física quântica é como um poço sem fundo no qual tudo pode ser encontrado. O fenômeno do emaranhamento quântico no início do século passado foi estudado por Einstein, Bohr, Maxwell, Boyle, Bell, Planck e muitos outros físicos. Ao longo do século XX, milhares de cientistas em todo o mundo o estudaram e experimentaram ativamente.
O mundo está sujeito às rígidas leis da física
Por que há tanto interesse nos paradoxos da mecânica quântica? Tudo é muito simples: vivemos, obedecendo a certas leis do mundo físico. A capacidade de “ignorar” a predestinação abre uma porta mágica, alémonde tudo se torna possível. Por exemplo, o conceito de "Gato de Schrödinger" leva ao controle da matéria. Também será possível teletransportar informações, o que causa o emaranhamento quântico. A transmissão de informações será instantânea, independente da distância. Esta questão ainda está em estudo, mas tem uma tendência positiva.
Analogia e compreensão
Qual é a singularidade do emaranhamento quântico, como entendê-lo e o que acontece com ele? Vamos tentar descobrir. Isso exigirá algum experimento mental. Imagine que você tem duas caixas em suas mãos. Cada um deles contém uma bola com uma faixa. Agora damos uma caixa ao astronauta e ele voa para Marte. Assim que você abrir a caixa e ver que a faixa da bola é horizontal, na outra caixa a bola terá automaticamente uma faixa vertical. Este será o emaranhamento quântico expresso em palavras simples: um objeto predetermina a posição de outro.
No entanto, deve-se entender que esta é apenas uma explicação superficial. Para obter o emaranhamento quântico, é necessário que as partículas tenham a mesma origem, como gêmeos.
É muito importante entender que o experimento será interrompido se alguém antes de você tiver a oportunidade de olhar pelo menos um dos objetos.
Onde o emaranhamento quântico pode ser usado?
O princípio do emaranhamento quântico pode ser usado para transmitir informações a longas distânciasimediatamente. Tal conclusão contradiz a teoria da relatividade de Einstein. Diz que a velocidade máxima do movimento é inerente apenas à luz - trezentos mil quilômetros por segundo. Essa transferência de informações possibilita a existência de teletransporte físico.
Tudo no mundo é informação, incluindo matéria. Os físicos quânticos chegaram a essa conclusão. Em 2008, com base em um banco de dados teórico, foi possível ver o emaranhamento quântico a olho nu.
Isto mais uma vez sugere que estamos à beira de grandes descobertas - nos movendo no espaço e no tempo. O tempo no Universo é discreto, então o movimento instantâneo em grandes distâncias torna possível entrar em diferentes densidades de tempo (com base nas hipóteses de Einstein, Bohr). Talvez no futuro seja uma realidade assim como o celular é hoje.
Eterdinâmica e emaranhamento quântico
De acordo com alguns dos principais cientistas, o emaranhamento quântico é explicado pelo fato de que o espaço é preenchido com uma espécie de éter - matéria negra. Qualquer partícula elementar, como sabemos, existe na forma de uma onda e de um corpúsculo (partícula). Alguns cientistas acreditam que todas as partículas estão na "tela" da energia escura. Isso não é fácil de entender. Vamos tentar descobrir de outra maneira - o método de associação.
Imagine-se na praia. Brisa leve e uma brisa leve. Veja as ondas? E em algum lugar ao longe, nos reflexos dos raios do sol, vê-se um veleiro.
O navio será nossa partícula elementar, e o mar será éter (escuroenergia). O mar pode estar em movimento na forma de ondas visíveis e gotas de água. Da mesma forma, todas as partículas elementares podem ser apenas um mar (sua parte integrante) ou uma partícula separada - uma gota.
Este é um exemplo simplificado, tudo é um pouco mais complicado. Partículas sem a presença de um observador estão em forma de onda e não possuem localização fixa.
O veleiro branco é um objeto distinto, difere da superfície e estrutura da água do mar. Da mesma forma, existem "picos" no oceano de energia que podemos perceber como manifestações de forças conhecidas por nós que moldaram a parte material do mundo.
Microworld vive por suas próprias leis
O princípio do emaranhamento quântico pode ser entendido se levarmos em conta o fato de que as partículas elementares estão na forma de ondas. Sem uma localização e características específicas, ambas as partículas estão em um oceano de energia. No momento em que o observador aparece, a onda “se transforma” em um objeto acessível ao toque. A segunda partícula, observando o sistema de equilíbrio, adquire propriedades opostas.
O artigo descrito não visa a amplas descrições científicas do mundo quântico. A capacidade de compreensão de uma pessoa comum é baseada na disponibilidade de compreensão do material apresentado.
A física de partículas estuda o emaranhamento de estados quânticos com base no spin (rotação) de uma partícula elementar.
Linguagem científica (simplificada) - o emaranhamento quântico é definido por diferentes spins. NONo processo de observação de objetos, os cientistas viram que só pode haver dois giros - ao longo e transversalmente. Curiosamente, em outras posições, as partículas não “posam” para o observador.
Nova hipótese - uma nova visão do mundo
O estudo do microcosmo - o espaço das partículas elementares - deu origem a muitas hipóteses e suposições. O efeito do emaranhamento quântico levou os cientistas a pensar na existência de algum tipo de micro-rede quântica. Na opinião deles, em cada nó - o ponto de interseção - existe um quantum. Toda energia é uma rede integral, e a manifestação e o movimento das partículas só são possíveis através dos nós da rede.
O tamanho da "janela" de tal grade é bastante pequeno, e a medição de equipamentos modernos é impossível. No entanto, para confirmar ou refutar essa hipótese, os cientistas decidiram estudar o movimento dos fótons em uma rede quântica espacial. A linha inferior é que um fóton pode se mover em linha reta ou em ziguezagues - ao longo da diagonal da rede. No segundo caso, tendo superado uma distância maior, ele gastará mais energia. Assim, será diferente de um fóton movendo-se em linha reta.
Talvez com o tempo aprendamos que vivemos em uma grade quântica espacial. Ou essa suposição pode estar errada. No entanto, é o princípio do emaranhamento quântico que indica a possibilidade da existência de uma rede.
Em termos simples, em um "cubo" espacial hipotético, a definição de uma face carrega um significado oposto claro da outra. Este é o princípio de preservar a estrutura do espaço -tempo.
Epílogo
Para entender o mundo mágico e misterioso da física quântica, vale a pena observar atentamente o curso da ciência nos últimos quinhentos anos. Antigamente a Terra era plana, não esférica. A razão é óbvia: se você tomar sua forma como uma rodada, a água e as pessoas não serão capazes de resistir.
Como podemos ver, o problema existia na ausência de uma visão completa de todas as forças atuantes. É possível que a ciência moderna não tenha uma visão de todas as forças atuantes para entender a física quântica. As lacunas de visão dão origem a um sistema de contradições e paradoxos. Talvez o mundo mágico da mecânica quântica tenha as respostas para essas perguntas.
