356
Які межі фізики?
Фізика цікава з ефектами, які з'являються на найтонших масштабах. Не знаю, що сніг складається з молекул. Деякі вчені шукають перебурювання відомих сил, інші шукають екзотичних ефектів, які можуть навіть не існувати - зміни в константах природи, порушення фундаментальних симптомів. З огляду на неймовірну чутливість цих експериментів, це може здатися, що ця гра є трохи непристойним для природи. Експериментальні фізики є блискучими, але є певні фізичні межі, які сподіваються досягти. Поставте їх в три категорії: технічні обмеження, фундаментальні обмеження та філософські обмеження.
Технічні обмеження
Найсвіжіші перешкоди в пошуку екзотичної фізики – це «технічні обмеження», що означає що це: коли деякі речі не можуть бути досягнуті в розумний час, використовуючи існуючі технології. Великий Хадрон Collider є гідним прикладом: він Collides протонів разом з енергією 13 TeV, а не тому, що це ідеальні експериментальні умови, але тому що це розумний компроміс. Фізиканти будуть раді грати з вищими енергеціями або тими ж енергетиками в електрон-позитронному колайдері, але обидва ці маневри будуть як занадто дорогими, так і неможливими для нас ресурсами.
Ці перешкоди можуть бути викликані слабкими для нової фізики, оскільки технічні обмеження мають властивість, що вони долають повільний і стійкий прогрес або шляхом зміни кліента в новому виді вимірювання. Недавня історія атомної, молекулярної та оптичної фізики дає відмінні приклади: пошук електричних дипольових моментів електрона тривала протягом багатьох років, а протягом багатьох років кращі вимірювання базувалися на дослідженні атомів аллію. Експерименти повільно здобули чутливість, оскільки вони постійно стикалися з технічними обмеженнями лабораторії – чутливістю вимірювань було визначено розмірами електричного поля, що можуть застосовуватися до електрону, а його величина була визначена доцільністю (і безпекою).
Тим не менш, за останні кілька років цей ліміт аллію був перевищений, перш за все в 2011 році експеримент від групи Ed Hinds в Лондоні, а потім за Гарвардом і Ялою групою. Швидкий прогрес був здійснений шляхом переходу на інший метод: замість пошуку на атомах, молекули були використані в нових розмірах. Вимірювання десять разів більш чутливі, ніж вони були в 2010 році, і краще буде в найближчі роки.
Технічні обмеження є тимчасовим. Особливий експеримент може бути неможливим на певному рівні технологічного розвитку, але в парі років деякі нові технології можуть почати неймовірний стрибок (забір винаходу лазера), або деякий кліент-фізик придуматиме новий спосіб подивитися на старі речі з іншого кута, який не вимагає оригінального технологічного підходу.
Фундаментальні обмеженняНаступний крок трохи складний. Фундаментальні обмеження побудовуються в дуже закони фізики, і ніякого способу навколо них немає. Якщо ви хочете знайти екзотичний ефект, який суперечить іншим, ви будете стукнути.
Прикладом фундаментального обмеження є принцип невизначеності Heisenberg. Всупереч поширеній вірі, це не слідує від вимірювань, але є фундаментальними обмеженнями, які накладаються хвилею природи матерії (що є оскарженим).
Те, що квантовий об'єкт, як електрон або фотон має довжину хвилі, пов'язаний з його імпульсом, означає, що не існує точки розмови про частинки з добре визначеним положенням і імпульсом. Це не означає, що ми не розумні, щоб зробити ці вимірювання; це означає, що ці кількості не існує, якщо ми намагаємося вимірювати їх одночасно.
Ще один приклад фундаментальних обмежень включає в себе «не клонування теореми», яка демонструє, що неможливо зробити ідеальну копію однієї квантової системи, а з математичної сторони теорема, яка показує, що будь-який математичний комплекс, достатньо, щоб бути правдивим, завжди буде можливість формувати пропозиції, які не можна визначити. Ці заборони ущільнюються в глибоку математичну структуру Всесвіту, і немає нічого, що може отримати вас навколо них.
Цікава сіра зона між технологічними та фундаментальними обмеженнями, що називають масштабом Planck. Ви можете побудувати безліч одиниць фізичних розмірів, поєднуючи постійну Planck, швидкість світла, гравітаційна константа, і констанцію Coulomb. Ці блоки Planck визначають стандарти часу, довжини та енергії, які є в деяких випадках фундаментальними для фізики, ми знаємо, а фізики іноді відносяться до масштабу Planck як фундаментального обмеження. Не можна навіть говорити про часові інтервали, які коротше часу Planck, або енергії, які більше, ніж енергія Planck. З іншого боку, може бути технічний обмеження іншого типу – масштаб Planck може приховати навіть більш глибоку теорію, після відкриття якого ми зможемо говорити про нерівномірні невеликі довжини або однозначно високих енергій, і навіть вивчити їх за допомогою крутих експериментів.
Філософські обмеженняНайцікавіші або, навпаки, непереборні, в залежності від вашого ставлення до філософії. Ці обмеження підкреслюють принципи науки як спроба визначити характер реальності у рамках нашого Всесвіту.
У сенсі фундаментальна проблема тут стане імпліцитним припущенням нашої героїізації фундаментальних обмежень як «запечена в глибоко математичній структурі Всесвіту». Це неспроможність має глибоку математичну структуру. Євген Віньєр відомий тим, що «необґрунтована ефективність математики» – це емпірично передбачається, що кожен фізичний феномен тестується простими математичними правилами, але чому це повинно бути вірним?
З більш експериментальної точки зору ця проблема унікальна. Наука побудована на повторюваних подіях, і нічого не ми можемо зробити про одиночні події, такі як WOW! сигнал. У разі відсутності можливості вивчення багатьох проявів конкретної події або типу заходу не існує розумного способу побудови наукової теорії для їх пояснення.
У обох випадках основна проблема полягає в тому, що структура науки залежить від припущення, що Всесвіт буде поводитися в повторюваному і логічного порядку, але не існує очевидних причин, чому вона повинна бути таким чином. Ми можемо уявити всесвіт, в якому наші вимірювання тільки здаються, щоб вказати послідовний набір математичних законів, що регулюють Всесвіт, але цей явний візерунок може бути ілюзією.
Такий філософський підхід може викликати наш погляд на реальність або надихнути нас з аудаїстом «кішки, що зараз?» Вчені, як правило, вірять, що навіть якщо наша математична модель виходить, щоб бути ілюзією, вона не змінює нічого. Це питання «що робити, якщо вільний буде ілюзія?» і «наскільки ми не живемо в матриці?» Що далі? Не існує розумного способу (для наших знань) для тестування будь-якого з цих уподобань, тому воно залишається для подальшого тестування міцності Всесвіту та покращення наукової моделі. Життя дуже коротке, щоб запитати, "Я хто тягне рядки? й
P.S. І пам'ятайте, що просто змініть наше споживання – разом ми змінюємо світ!
Джерело: hi-news.ru
Технічні обмеження
Найсвіжіші перешкоди в пошуку екзотичної фізики – це «технічні обмеження», що означає що це: коли деякі речі не можуть бути досягнуті в розумний час, використовуючи існуючі технології. Великий Хадрон Collider є гідним прикладом: він Collides протонів разом з енергією 13 TeV, а не тому, що це ідеальні експериментальні умови, але тому що це розумний компроміс. Фізиканти будуть раді грати з вищими енергеціями або тими ж енергетиками в електрон-позитронному колайдері, але обидва ці маневри будуть як занадто дорогими, так і неможливими для нас ресурсами.
Ці перешкоди можуть бути викликані слабкими для нової фізики, оскільки технічні обмеження мають властивість, що вони долають повільний і стійкий прогрес або шляхом зміни кліента в новому виді вимірювання. Недавня історія атомної, молекулярної та оптичної фізики дає відмінні приклади: пошук електричних дипольових моментів електрона тривала протягом багатьох років, а протягом багатьох років кращі вимірювання базувалися на дослідженні атомів аллію. Експерименти повільно здобули чутливість, оскільки вони постійно стикалися з технічними обмеженнями лабораторії – чутливістю вимірювань було визначено розмірами електричного поля, що можуть застосовуватися до електрону, а його величина була визначена доцільністю (і безпекою).
Тим не менш, за останні кілька років цей ліміт аллію був перевищений, перш за все в 2011 році експеримент від групи Ed Hinds в Лондоні, а потім за Гарвардом і Ялою групою. Швидкий прогрес був здійснений шляхом переходу на інший метод: замість пошуку на атомах, молекули були використані в нових розмірах. Вимірювання десять разів більш чутливі, ніж вони були в 2010 році, і краще буде в найближчі роки.
Технічні обмеження є тимчасовим. Особливий експеримент може бути неможливим на певному рівні технологічного розвитку, але в парі років деякі нові технології можуть почати неймовірний стрибок (забір винаходу лазера), або деякий кліент-фізик придуматиме новий спосіб подивитися на старі речі з іншого кута, який не вимагає оригінального технологічного підходу.
Фундаментальні обмеженняНаступний крок трохи складний. Фундаментальні обмеження побудовуються в дуже закони фізики, і ніякого способу навколо них немає. Якщо ви хочете знайти екзотичний ефект, який суперечить іншим, ви будете стукнути.
Прикладом фундаментального обмеження є принцип невизначеності Heisenberg. Всупереч поширеній вірі, це не слідує від вимірювань, але є фундаментальними обмеженнями, які накладаються хвилею природи матерії (що є оскарженим).
Те, що квантовий об'єкт, як електрон або фотон має довжину хвилі, пов'язаний з його імпульсом, означає, що не існує точки розмови про частинки з добре визначеним положенням і імпульсом. Це не означає, що ми не розумні, щоб зробити ці вимірювання; це означає, що ці кількості не існує, якщо ми намагаємося вимірювати їх одночасно.
Ще один приклад фундаментальних обмежень включає в себе «не клонування теореми», яка демонструє, що неможливо зробити ідеальну копію однієї квантової системи, а з математичної сторони теорема, яка показує, що будь-який математичний комплекс, достатньо, щоб бути правдивим, завжди буде можливість формувати пропозиції, які не можна визначити. Ці заборони ущільнюються в глибоку математичну структуру Всесвіту, і немає нічого, що може отримати вас навколо них.
Цікава сіра зона між технологічними та фундаментальними обмеженнями, що називають масштабом Planck. Ви можете побудувати безліч одиниць фізичних розмірів, поєднуючи постійну Planck, швидкість світла, гравітаційна константа, і констанцію Coulomb. Ці блоки Planck визначають стандарти часу, довжини та енергії, які є в деяких випадках фундаментальними для фізики, ми знаємо, а фізики іноді відносяться до масштабу Planck як фундаментального обмеження. Не можна навіть говорити про часові інтервали, які коротше часу Planck, або енергії, які більше, ніж енергія Planck. З іншого боку, може бути технічний обмеження іншого типу – масштаб Planck може приховати навіть більш глибоку теорію, після відкриття якого ми зможемо говорити про нерівномірні невеликі довжини або однозначно високих енергій, і навіть вивчити їх за допомогою крутих експериментів.
Філософські обмеженняНайцікавіші або, навпаки, непереборні, в залежності від вашого ставлення до філософії. Ці обмеження підкреслюють принципи науки як спроба визначити характер реальності у рамках нашого Всесвіту.
У сенсі фундаментальна проблема тут стане імпліцитним припущенням нашої героїізації фундаментальних обмежень як «запечена в глибоко математичній структурі Всесвіту». Це неспроможність має глибоку математичну структуру. Євген Віньєр відомий тим, що «необґрунтована ефективність математики» – це емпірично передбачається, що кожен фізичний феномен тестується простими математичними правилами, але чому це повинно бути вірним?
З більш експериментальної точки зору ця проблема унікальна. Наука побудована на повторюваних подіях, і нічого не ми можемо зробити про одиночні події, такі як WOW! сигнал. У разі відсутності можливості вивчення багатьох проявів конкретної події або типу заходу не існує розумного способу побудови наукової теорії для їх пояснення.
У обох випадках основна проблема полягає в тому, що структура науки залежить від припущення, що Всесвіт буде поводитися в повторюваному і логічного порядку, але не існує очевидних причин, чому вона повинна бути таким чином. Ми можемо уявити всесвіт, в якому наші вимірювання тільки здаються, щоб вказати послідовний набір математичних законів, що регулюють Всесвіт, але цей явний візерунок може бути ілюзією.
Такий філософський підхід може викликати наш погляд на реальність або надихнути нас з аудаїстом «кішки, що зараз?» Вчені, як правило, вірять, що навіть якщо наша математична модель виходить, щоб бути ілюзією, вона не змінює нічого. Це питання «що робити, якщо вільний буде ілюзія?» і «наскільки ми не живемо в матриці?» Що далі? Не існує розумного способу (для наших знань) для тестування будь-якого з цих уподобань, тому воно залишається для подальшого тестування міцності Всесвіту та покращення наукової моделі. Життя дуже коротке, щоб запитати, "Я хто тягне рядки? й
P.S. І пам'ятайте, що просто змініть наше споживання – разом ми змінюємо світ!
Джерело: hi-news.ru
