10不寻常的现象,思想实验和量子力学的矛盾

7月1日在俄罗斯首次设法生产量子位的一个测量(量子位),其能够,与常规的比特,其特征是两个状态“一”或“零” - 取状态的无限数量。结果实验已证实一个量子位的可能性在两种状态在同一时间叠加,从靠近悖论量子力学的点。我们为您提供一系列的量子力学十更不寻常的现象。

1.猫Shrёdingera




1935年,物理学家薛定谔进行了一次思想实验,后来被称为“薛定谔的猫” - 提出的理论,他担任了广泛的讨论在科学界的主题,现在是在量子计算和量子密码学中使用




薛定谔着手证明的是,通过观察在这样的情况下所产生的宏观系统中,不确定性,可避免通过进行直接观察的对象。其作为结论总结如下:在一定猫应放置在一个密封的盒子与地狱机,它在某些条件下发射氢氰酸气体有毒的活的生物体内。在同一个盒子是一个非常小的量的放射性材料制成,和一个单一的原子可以下一小时或概率的相同程度内的任一衰变不崩解。

如果此时不作任何直接的观察,即不与猫打开包装盒,它可以假设该猫所有的时间都可以维持生命和死亡。因此,该实验尚未证实,猫既保持活着,死了 - 只要我们不打开盒子,看到结果

底线是,在性质上不会发生这种情况,并且这适用于活的生物体和原子 - 芯既可以折叠,或打破,和中间状态是不可能的。但是,直接观察原子和猫的是在状态,称为叠加, - 换句话说,在两个状态在同一时间

2.悖论Kleyna




想象的问题:必须通​​过一个势垒移动相对论性粒子,以及粒子的势能小于所述势垒高度 - 换句话说,能量,以克服由标准粒子屏障是不够的。但从经典力学的点是这样的事情是不可能的,但是,根据量子力学,粒子仍然可以克服障碍。

更确切地说,它是不那么:该一定的能量在第二诞生的强电场的参与情况,蒸汽粒子和反粒子,这刚好发生在屏障另一侧的事实

3.量子悖论Zenona


如果持续监控脆弱的量子粒子,它永远散架,换句话说,观察该粒子,我们以某种方式使之差在她的条件,例如,告诉她的能量或一个额外的推动力:该颗粒的更稳定的状态下,更它很可能会散架。

第一个效果是通过图灵背部1957年描述的,但在实践中这种现象是能够仅在1989年,观察 - 由David瓦恩兰进行的实验:一旦暴露于过渡到两电平的紫外线辐射的原子(激动)态抑制。

4.波dualizm




这个概念的原则是,对象可以是同时作为波性能和粒子,例如,光是一种波一定的长度,在许多情况下表现出电磁特性,但同样多的光可以在基本粒子的形式来表示 - 光子也就是说,光显示和微粒的特性。

但从物理的角度来看,这个程序是不符合逻辑的,但在量子物理,这种情况是可以接受的,而且,在光的情况下和波性能是相互互补的。

现在的波粒二象性的大部分理论兴趣的主题,因为量子物体既不是粒子还是波的古典感。

5.量子zaputannost



量子纠缠的原则是,只有某个组粒子的单个粒子的变化不仅对象,这直接影响了该组中的地位,但所有其他对象的交互。因此,对象是相互关联的,它们之间的关系保持恒定,即使它们彼此位于一个相当大的距离,或者在完全不同的条件。

例如,取一对光子的纠缠态:如果你改变从正到负的第一个光子螺旋旋转,第二个螺旋光子永远是负面的。如果我们再次改变​​消极的第一个螺旋光子,第二个光子将获得一个积极的螺旋性。

6.量子teleportatsiya



量子力学的隐形传输从文学作品中描述的隐形传态显著的不同 - 与量子隐形传态不能通过能量一定距离或事项。在这种情况下,状态传递量子粒子在另一个,纠缠粒子的存在:在转印点时的状态被破坏,并且在接收 - 重新创建

需要注意的是,颗粒不被破坏,但只有其在发送/接收的时间条件 - 这不是严格意义上的转印,而是向上。传输不是量子信道,并用通常的,并且不能比光的速度。

7. Sverhtekuchest



如果物质在量子液体的状态的温度冷却到接近绝对零度,该物质将获得流经窄通道如的能力,例如,毛细管,没有摩擦。

这种现象的科学属实:物质的量子流体的状态的原子(例如,一个表格经常开出氦3) - 玻色子,和在量子力学方面,任何数目的其颗粒可以是在相同的状态。的碰撞越接近绝对零度的温度,更大的原子数是在相同的能量状态,并且超低温能量可以很小,所以,在原子之间的间隙中的能量耗散不会发生 - 因为能量不消散,则摩擦不会。

直到最近,人们认为这种状态是特性只用于液体氦,但不是很久以前人们发现,它是固有的和固体氦,和其它物质,这是基于色子,温度接近绝对零度。

8. Sverhprovodimost



超导 - 量子效应,其中所述颗粒的电阻为零的临界温度(接近绝对零度),换句话说,将电流通过这种材料通过,几乎没有阻力

这一现象已被广泛地实际应用中,尤其是有所谓的超导体 - 通常陶瓷,它们包括液态氮,其温度 - 77°K。

9.定理禁令klonirovaniyaSoglasno量子理论,创造了任何未知量子态的精确副本是不可能的。克隆在传统意义上是完全相同的副本,但在量子力学,通过克隆包括创建由两个或多个基团的颗粒的几个初始状态的状态的。

大家知道,一组颗粒可以彼此连接和它们之间的能量可以互连。然而,为了从一个组传达能量状态绝对肯定另一个是不可能的,因为它违背了量子纠缠的原理,但该机构并非完全相同副本仍然是可能的。

10.爱因斯坦的悖论 - 波多尔斯基 - Rozena

这个悖论表明,量子力学的规律,目前不完全的,最终需要补充。

比如,两个颗粒的初始颗粒的崩溃后同时形成,根据动量守恒定律,所得颗粒的总动量必须等于粒子的初始动量。因此,我们可以衡量一个简单的公式形成以计算第二粒子的动量,与它同时形成一个粒子的动量。然后我们能够测量第二粒子,这是我们已经计算的动量,从而得到两个变量同时它根据量子力学定律是不可能进行测量她的值。

通过factroom.ru

标签

另请参见

新&值得注意