Čtyři fakta o kvantové fyzice, o nichž profesoři nemluví

Často hovoříme o kvantové fyzice a mnozí z nás, ne-li všichni, namáhali svůj mozek ve své době a snažili se pochopit, co se děje. Co by však mohlo být ještě podivnější než tyto podivné a nekonečné integrály, spolu s nejsložitější matematikou, která se vyvíjí po celá desetiletí.?

Objev Schrödingerovy rovnice

Schrödingerova diferenciální rovnice je dobře známa mladým chemikům a fyzikům po celém světě. Stručně řečeno, rovnice popsala pohyb elektronů kolem jádra revolučním způsobem a radikálně změnila pohled na vědeckou komunitu na atomovém modelu a Schrödinger sám získal Nobelovu cenu za jeho objev..

Ale příběh tohoto objevu je trochu zvláštní. Na Štědrý den 1925, Schrödinger šel na místo zvané Arosa na malou dovolenou. Jeho vztah s manželkou byl na historicky nejnižším místě, a tak se rozhodl pozvat k němu starou přítelkyni z Vídně. On také vzal některé de Broglie záznamy s ním. Když se vrátil ze své dovolené 8. ledna 1926, oznámil objev mechaniky vln, teorie, která popisuje elektron jako vlnu..

Když se zeptal: "Jaká byla vaše dovolená, profesore?", Odpověděl: "Byl jsem rozptylován některými výpočty".

Ukazuje se, že hmota není vůbec to, co jste si mysleli.
Všichni jsme si mysleli, že hmota je množství látky, kterou předmět má. To je částečně pravda. Bohužel, Higgsův mechanismus má na to jiné myšlenky. Ve skutečnosti obrátí naši logiku. Higgsův mechanismus interpretuje hmotnost částice podle toho, jak silně tato částice interaguje se specifickým polem (samozřejmě Higgsovým polem). Technicky, všechno v tomto světě nemá žádnou hmotu, dokud nebude v interakci s tímto podivným polem. Z tohoto důvodu (a ne kvůli jeho dlouhé nepřítomnosti na monitorech) vědci nazývají Higgsův boson „částicí Boha“.

Pro lepší vysvětlení této teorie se David Miller obrátil na dav politiků velmi jednoduchou analogií:

„Představte si koktejlový večírek pro zaměstnance politických stran, kteří jsou rovnoměrně rozmístěni po místnosti a hovoří se svými nejbližšími kolegy. Ex-premiér vstupuje do místnosti a pohybuje se po místnosti. má větší váhu než obvykle, to znamená, že má větší hybnost a stejnou rychlost pohybu. Zatímco se pohybuje, je pro ni těžší přestat, a když se zastaví, je těžší se znovu pohybovat, protože ezapuskat akumulace proces. Ve třech rozměrech, komplikované teorie relativity, to je Higgs mechanismus ".

Kvantová mechanika vám umožní být na dvou místech najednou.
S jedním upozorněním: pokud jste kvantová částice. Heisenbergův princip nejistoty a Jungův experiment s dvojitou štěrbinou naznačují, že představujeme nový svět; tyto zákony ukázaly, že místo toho, aby byly na jednom místě, by bylo něco v určité pozici (x, y, z) s určitou „pravděpodobností“. Bohužel, nejistota v takových měřeních má malý vliv na každodenní předměty, ale pokud jde například o elektrony, vědci mohou identifikovat oblasti, ve kterých mohou být elektrony detekovány, ale neuvádějí přesnou polohu elektronu. Tento princip je také známý jako kvantová superpozice..

Schrödinger a jeho slavná kočka

Erwin Schrödinger může být známý mezi kvantovými chemiky pro jeho revoluční rovnici, ale jeho jméno mezi obyčejné smrtelníky je často spojováno s kočkou. V reakci na takzvaný problém kodaňské interpretace kvantové mechaniky, Schrödinger přišel k podivnému, ale velmi zajímavému, mentálnímu experimentu..

Předložil krabici obsahující živou kočku, radioaktivní materiál, kladivo a žíravou kyselinu. Pokud se radioaktivní materiál rozpadne, způsobí, že kladivo spadne na kyselý zásobník a rozbije jej, což zase povede ke smrti kočky. Schrödinger ale řekl, že šance na rozpad radioaktivního materiálu po přesně hodině jsou 50%. Je logické předpokládat, že za hodinu bude kočka buď živá, nebo mrtvá, a nebudeme schopni to zjistit, dokud krabičku neotevřeme. Schrödinger sám dospěl k závěru, že podle kvantové mechaniky je kočka živá i mrtvá, dokud krabici neotevřeme a nezjistíme její současný stav..

Kvantová mechanika se stala nejúžasnější oblastí vědy, která doslova promění náš pohled na každodenní věci. Ačkoliv se tyto čtyři příklady zdají být zajímavé a srozumitelné, jedna malá citace Richarda Feynmana shrnuje vše, co potřebujete vědět o této vědě: "Myslím, že mohu bezpečně říci, že nikdo nerozumí kvantové mechanice".