5 famosos experimentos cuánticos

Nadie en el mundo no entiende la mecánica cuántica es la cosa más importante acerca de ella, y saber.

Sí, muchos de física aprendido a disfrutar de sus leyes y hasta predecir los fenómenos de la cuantía cálculos. Pero todavía no está claro por qué la presencia de un observador determina el destino del sistema y obliga a hacer una elección a favor de un estado.

Hemos recogido algunos ejemplos de experimentos, los resultados de los cuales, inevitablemente, afecta el observador, y el tratado de comprender que la mecánica cuántica se va a hacer con tal de que la intervención de la conciencia en la realidad material.

 

El Gato De Schrödinger






Hoy en día existen multitud de interpretaciones de la mecánica cuántica, el más popular entre los cuales sigue siendo la de copenhague. Sus principales disposiciones en la década de 1920, formulado niels Bohr y werner heisenberg. Y central en el término de copenhague se convirtió en la interpretación de la función de onda — función matemática, que encierra la información sobre todos los estados posibles cuántica de los sistemas en los que está presente simultáneamente.

De la interpretación de copenhague, auténticamente determinar el estado del sistema, resaltar entre el resto sólo puede observación (la función de onda sólo ayuda a determinar matemáticamente la probabilidad de detectar el sistema de un estado o el otro). Se puede decir que después de la observación cuántica se convierte en el sistema clásico: al instante deja de coexistir en muchos estados en favor de uno de ellos.

Este enfoque siempre fueron opositores (recordar, aunque sea "dios no juega a los dados" albert einstein), pero la exactitud de los cálculos y predicciones tomando su peaje. Sin embargo, en el último tiempo los partidarios de la interpretación de copenhague es cada vez menor y no es la última causa de aquel misterioso instantáneo colapso de la función de onda de la medición. El famoso experimento mental erwin schrödinger con бедолагой-gato apenas fue llamado a mostrar lo absurdo de este fenómeno.

Así, recordamos el contenido de un experimento. En la caja negra se coloca en vivo el gato, la ampolla de veneno y un mecanismo que puede al azar en el momento de soltar el veneno en la acción. Por ejemplo, un átomo radiactivo, de la descomposición de la cual se dividiría ampolla. La hora exacta de la desintegración de un átomo desconocido. Es sólo conocido por un periodo de semidesintegración: el tiempo que el colapso ocurrirá con una probabilidad del 50%.

Resulta que para un observador externo el gato dentro de la caja existe en dos estados: o vivo, si todo va bien, o muerto, si el colapso se produjo y la ampolla se rompe. Ambos describe el estado de la función de onda del gato, que varía con el tiempo: cuanto más lejos, más probabilidades habrá de que la desintegración radioactiva ya ha pasado. Pero una vez que la caja se abre, la función de onda коллапсирует y de inmediato nos vemos el resultado живодерского experimento.

Sale, hasta que el observador no abrirá la caja, el gato y será para siempre el equilibrio en la frontera entre la vida y la muerte, y determinará su suerte sólo la acción del observador. He aquí el absurdo, en el que señale schroedinger.

 

Difracción de electrones






Por la encuesta de los más grandes físicos, realizada por el periódico The New York Times, la experiencia con la difracción de electrones, puesto en 1961, klaus Йенсоном, se convirtió en uno de los más bellos en la historia de la ciencia.En cuanto a su esencia?

Es la fuente, el emisor, el flujo de electrones en el lado de la pantalla-una placa fotográfica. Y hay un obstáculo en el camino de estos electrones — de cobre de la placa con el de las dos ranuras. Qué tipo de pintura en la pantalla se puede esperar, si de representar los electrones sólo pequeños cargadas de bolas? Dos tonos de las bandas frente a las hendiduras.

En realidad, en la pantalla aparece mucho más de un patrón complejo de alternando el blanco y negro de las rayas. El hecho de que al pasar por los huecos de los electrones comienzan a comportarse como partículas y como ondas (igual que los fotones, partículas de luz, al mismo tiempo pueden ser y olas). Luego, estas ondas interactúan en un espacio donde lo debilitando, y refuerzan mutuamente, y en consecuencia, en la pantalla aparece una imagen compleja de luz alterna y bandas oscuras.

El resultado del experimento no cambia, y si dejar a los electrones a través de la ranura no por el flujo continuo, y uno por uno, incluso una partícula puede ser al mismo tiempo y la ola. Incluso un electrón puede pasar a través de dos ranuras (y es uno de los importantes de las disposiciones de la interpretación de copenhague de la mecánica cuántica — los objetos pueden ejercer y sus "familiares" materiales propiedades y exóticos de onda).

Pero a que aquí el observador? Si es que con él y, además, una historia complicada es aún más difícil. Cuando en este tipo de experimentos de física trataron de fijar con la ayuda de instrumentos, a través de alguna grieta en la realidad pasa el electrón, la imagen en la pantalla ha sido cambiado bruscamente y se ha convertido en "clásicos": dos tonos de la parcela frente a las hendiduras y no hay bandas alternas.

Los electrones si no han querido demostrar la naturaleza ondulatoria, bajo la atenta mirada del observador. Подстроились bajo su instintivo deseo de ver a simple y claro de la imagen. La mística? Hay mucho más que una simple explicación: ninguna supervisión del sistema no se puede realizar sin tener influencia sobre ella. Pero a esto volveremos más adelante.

 

Caliente фуллерен






Los experimentos de difracción de las partículas constituyeron no sólo a los electrones, pero y en donde los objetos grandes. Por ejemplo, фуллеренах — grandes, cerradas las moléculas, compuestos de decenas de átomos de carbono (фуллерен de sesenta átomos de carbono en forma muy similar a la de un balón de fútbol: el hueco de la esfera, el cosido de los cinco y de los hexágonos).

Recientemente, un grupo de la universidad de viena encabezada por el profesor Цайлингером trató de introducir un elemento de vigilancia en este tipo de experiencias. Para ello, se облучали movimiento de las moléculas de фуллерена un rayo láser. Después, los la influencia exterior de la molécula comenzaban a brillar y sin inevitablemente se repitieron para el observador su lugar en el espacio.

Junto con este cambio de diseño ha cambiado y el comportamiento de las moléculas. Antes del comienzo de una vigilancia total de buckyballs con bastante éxito огибали obstáculos (manifestaban las propiedades ondulatorias como электронам del pasado ejemplo, pasa a través de la opaca la pantalla. Pero más tarde, con la aparición de un observador, buckyballs calmado y empezaban a comportarse como un ser respetuosos de la ley las partículas de la materia.

 

De enfriamiento de la dimensión






Uno de los más famosos de las leyes de la cuántica en el mundo es el principio de incertidumbre de heisenberg: no se puede instalar simultáneamente la posición y la velocidad cuántico de un objeto. Cuanto más medimos el momento de una partícula, menos se puede medir exactamente su posición. Pero la acción de las leyes de la cuántica, que trabajan en el nivel de pequeñas partículas, generalmente es imperceptible en nuestro mundo de grandes макрообъектов.

Porque lo más valioso de los recientes experimentos de un grupo de profesores de Шваба de los estados unidos, en que los efectos cuánticos han demostrado no en el nivel de los mismos electrones o moléculas фуллерена (su característico diámetro de alrededor de 1 nm), y un poco más tangible que el objeto de la pequeña de aluminio de la tira.

Esta tira sujeta con ambas partes, de modo que su centro estaba en el limbo y pueda vibrar bajo la influencia exterior. Además, junto a la banda se encontraba un instrumento capaz de con la alta precisión para registrar su posición.

En consecuencia, los experimentadores descubrieron dos interesantes efectos. En primer lugar, cualquier medición de la posición de un objeto, la observación de la banda no pasaba de ella sin dejar rastro — después de cada medición de la posición de las tiras se cambiaba. Para decirlo sin rodeos, los experimentadores con gran precisión determinaban las coordenadas de la barra y, por tanto, por el principio de heisenberg, cambiaron su velocidad, y con ello la posterior disposición.

En segundo lugar, que ya es bastante inesperadamente, algunos de dimensiones aún y den lugar a la refrigeración de las tiras. Resulta que el observador puede sólo una con su presencia cambiar las características físicas de los objetos. Suena bastante increíble, pero a la honra de los físicos dicen que no están confundidos — ahora, el grupo del profesor Шваба piensa, cómo aplicar detectado el efecto de la refrigeración de chips electrónicos.

 

Las partículas que quedan inmviles






Como se sabe, la inestabilidad de partículas radiactivas se desintegran en el mundo, no sólo por los experimentos sobre los gatos, pero es bastante por sí mismos. En este caso, cada partícula se caracteriza por un tiempo de la vida, que, resulta, puede crecer bajo la atenta mirada del observador.

Por primera vez este un efecto predicho ya en la década de 1960, y su brillante ensayo de confirmación aparece en un artículo publicado en el año 2006 por un grupo ganador del premio nobel de física wolfgang Кеттерле de instituto de tecnología de massachusetts.

En este trabajo estudiamos la desintegración inestables excitados de los átomos рубидия (se rompen en átomos рубидия en el estado fundamental y los fotones). Inmediatamente después de la preparación del sistema de excitación de los átomos de ellos comenzaban a observar — visible por su láser de haz. Cuando la observación se llevó a cabo en dos modos: continuo (en el sistema constantemente se sirven pequeños impulsos luminosos) e impulso (sistema de tiempo en tiempo son los impulsos más potentes).

Los resultados obtenidos bien coinciden con las predicciones teóricas. Externos de iluminación de la exposición reducir verdaderamente la desintegración de las partículas, como si lo devuelven en el original, lejos de la desintegración de un estado. Cuando la magnitud de este efecto para los dos investigados modos también coincide con las predicciones. Y como la vida inestables excitados de los átomos рубидия pudo alargar en 30 veces.

 

La mecánica cuántica y la conciencia

 

Los electrones y los buckyballs dejan de mostrar sus las propiedades ondulatorias, llanta de la placa se enfrían y partículas inestables tranquilizan en su decaimiento: bajo всесильным la mirada del observador, el mundo cambia. Hem no el testimonio de la participación de nuestra mente en el trabajo del mundo alrededor? Así se puede tener la razón, fueron carl jung y wolfgang pauli (el físico austríaco, ganador del premio nobel, uno de los pioneros de la mecánica cuántica), cuando decían que las leyes de la física y de la conciencia que deben considerarse como complementarias?

Pero sigue siendo sólo un paso a la guardia de reconocimiento: todo el mundo alrededor de la esencia de la ilusorio el fruto de nuestra mente.

Жутковато? ("¿Y de verdad crees que la Luna existe sólo cuando ella está viendo?" — comentó einstein principios de la mecánica cuántica). Entonces probaremos un nuevo llamamiento a los físicos que comienza. Más aún, en los últimos años son cada vez menos favorecen копенгагенскую la interpretación de la mecánica cuántica, con su misterioso colapso de la función de onda, en vez de la que viene de la otra, es completamente llano y confiable término — декогеренция.

Aquí está la cosa — en todos los experimentos con la supervisión de los experimentadores, inevitablemente, comenzaron a influir en el sistema. Подсвечивали su láser, establecido miden los aparatos. Y es un importante principio: no se puede observar por el sistema, medir sus propiedades no провзаимодействовав con ella. Y donde la interacción, allí y modificación de las propiedades. Más aún, cuando la pequeña cuántica de un sistema interactúan coloso cuánticos de los objetos. De modo que el eterno, budista neutralidad del observador no es posible.

Como vez esto explica el término "декогеренция" — irreversible desde el punto de vista de la termodinámica del proceso de violaciones de propiedades de los sistemas cuánticos con su interacción con el otro gran sistema. Durante dicha interacción cuántica, el sistema pierde sus originales características y se convierte en un clásico, "obedece a" un sistema grande. Esto explica la paradoja con el gato de schrödinger: el gato es un tan gran sistema, que simplemente no se puede aislar del mundo. El propio planteamiento de un experimento mental no es completamente correcta.

En cualquier caso, en comparación con la realidad como un acto de creación de la conciencia, декогеренция suena mucho más tranquilo. Incluso, tal vez, demasiado tranquilo. Ya que con este enfoque, todo un clásico en el mundo se convierte en un gran efecto декогеренции. Y como afirman los autores de uno de los problemas más graves de los libros en esta esfera, de esos enfoques y lógicamente se derivan de la aprobación como "en el mundo no hay ninguna partícula" o "no hay ningún tiempo en el nivel fundamental".

 

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La física de las partículas elementales de su cuerpo

 

Creando el observador o la todopoderosa декогеренция? Tienen que elegir entre dos males. Pero recuerde — ahora los científicos están cada vez más se aseguran de que en la base de nuestros procesos de pensamiento se encuentran los más famosos por efectos cuánticos. Así que donde termina la observación y comienza la realidad — seleccionar cae a cada uno de nosotros.publicado

 

Autor: Miguel Pérez

 



Fuente: theoryandpractice.ru/posts/8507-quantum-experiment

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