5着名的量子实验

世界上没有人明白量子力学是主要的事情你需要知道关于它。

是的,许多物理学家学会了使用其法律,甚至预测现象的基础上的量子计算。 但是,它仍然不清楚为什么存在的观察员确定的命运的系统和部队她要做出选择,有利于一种状态。

我们选择的例子的实验,其结果是不可避免地影响到观察员,并试图了解什么量子力学要做到有干涉的意识的材料的现实。

 

薛定谔的猫






今天有许多解释的量子力学中,最受欢迎的这仍然是 哥本哈根的。 其主要想法在1920年的独立实体,是制订尼尔斯玻尔和海森堡的。 中央期的哥本哈根解释成为波函数—一个数学的功能包含的信息有关的所有可能的国家的一个量子系统,在其中,它还在.

根据哥本哈根解释,就是确定国家系统,以区别于其余的只能观察(波的功能仅有助于数学计算概率,以nd系统在一个特定的状态)。 我们可以说,经观察,量子系统变得古典:立即停止存在于许多国家在有利于他们中的一个。

这种做法一直是对手(记得"上帝不会玩骰子"阿尔伯特*爱因斯坦),但准确的计算和预测占了上风。 然而,在最近几年中的支持者的哥本哈根解释是越来越少,而不是最后的原因是神秘的瞬间崩溃波函数测量期间用。 着名的思想实验的埃尔文薛定谔的猫是为了显示荒谬的这种现象。

所以提醒内容的实验。 在一个黑盒子放置的一个活生生的猫,小瓶的毒药和一种机制,可以在一个随机的时刻向我们的毒药的行动。 例如,一个放射性原子,衰减,这将打破小瓶。 的确切时间为衰减的一个原子都是未知的。 只知道有一半生活的时间在其中的衰变情况发生的概率是50%。

事实证明,外部观察员,猫箱内存在两个国家:要么活着,如果一切顺利的话,或死亡,如果衰减的发生和药瓶崩溃。 这两个条件描述了波函数的猫,它随时间变化:更远,更有可能的是放射性衰变已经发生了。 但尽快盒子打开波的功能的崩溃和我们看到的结果zhivoderskie实验。

因此,只要观察员没有打开盒子,猫就可以永远平衡之间的边界上生活和死亡,并且将确定自己的命运只有行动的观察员。 那是荒谬的,指出薛定谔的。

 

衍射的电子






在最大的调查的物理学家进行的《纽约时报》, 经验衍射的电子,在1961年,克劳斯*Jinsona,已经成为一个最美丽的历史的科学。什么是其本质吗?

有一个来源发射的电子流向屏幕板。 并且有是一个障碍,这些电子,一个铜板的两个缝隙。 什么是屏幕上的画面可以预期,如果该电子都是小控球吗? 两个条亮相反的缝隙。

事实上,在屏幕上出现复杂的多模式交替黑色和白色带。 事实上,在通过缝、电子开始表现得不像颗粒而是作为波(类似于为光子,光粒子,可以同时和波)。 那么这些波浪在互动空间,某个地方放松的地方相互加强的,并将结果显示在屏幕上是一个复杂的模式的明暗交替带。

实验的结果不改变,如果你让电子通过间隙是不是一个连续流,并一个接一个,甚至一颗粒可以两种波。 甚至一个单一的电子可以通过同时通过两个缝口(它仍然是一个最重要的规定,哥本哈根解释的量子力学的对象可以同时展现你的"通常"的材料性质、以及外来波)。

但什么是观察者吗? 尽管事实上,他已经复杂的故事变得更复杂。 当在类似的实验物理学家们试图解决有帮助的文书的缝隙的电子实际上,该图发生了巨大变化,成为一个"典型":两个照亮区域在前面的狭缝并没有交替带。

如果电子没有想要表达他们的波动性的注视下的观察员。 调整,以他的本能希望看到一个简单和清晰的画面。 神秘的? 还有更简单的解释:没有观测系统的离不开物理影响她。 但是再回到这一点之后。

 

加热富勒烯






实验衍射颗粒不是仅仅在电子但也在大得多的对象。 例如, 富勒烯 —大,限制分子,组成几十个碳原子的(富勒烯的第六十个碳原子的形式非常相似,足球:空心领域由五和六边形的)。

最近,一群从维也纳大学教授领导的Zeilinger试图介绍一个元素的观察在这些实验。 要做到这一点,他们照射运动分子的富勒烯通过激光束。 经过加热的外部影响中,分子开始发光,给人的印象是找到观察员地位的空间。

这一新功能改变行为的分子。 之前开始监测富勒烯相当成功地绕过障碍物(显示出波动性),就像在电子前例,通过不透明的屏幕。 但后来,随着观察员,富勒烯平静下来,并开始表现为完全遵守法律的颗粒物。

 

冷却测量






其中一个最着名的法律的量子的世界是 海森堡的测不准原理:我们不能同时设置的位置和速度量对象。 更精确地测量的势头的一个粒子,少精确可以测量它的位置。 但行动的量子法律上的操作水平的细小颗粒的,通常被忽视我们世界的大宏对象。

因为更多的最近的实验小组的施瓦布教授来自美国,其量子效应表明不同级别的电子或富勒烯分子(他们的特征的直径约为1米),并且更多一点的有形物—一个小小的铝条。

该条巩固了的两侧,以便其中就在中间状态,并可能在外部震动的影响。 此外,附近的带状物的装置,能够准确地检测到其位置。

结果,该实验者发现了两个有趣的效果。 第一,任何计量对象的位置,监测条不是通过它完全—每次测量后的位置的条是多种多样的。 大致说来,实验者以极大的精确度确定的坐标的条和因此,在海森堡的原则,改变了它的速度,因此随后的位置。

第二,相当意外的,有些测量也导致冷却的条。 因此,观察员只能是一个存在改变物理特性的物体。 听起来很不可思议的,但信贷的物理学家说他们是不是感到困惑—现在该集团的施瓦布教授,认为如何应用影响到酷的电子芯片。

 

衰落的颗粒






众所周知,不稳定的 放射性粒子的衰退 不仅对实验猫,但是相当自己。 此外,每个颗粒的平均生活的时间,这是够长的注视下的观察员。

第一次这个量子效果是预测在1960年独立实体,其辉煌的实验证明出现在文章发表在2006年由一组诺贝尔物理学奖得主沃尔夫冈*凯特勒的马萨诸塞技术学院。

在这项工作的研究衰退的不稳定很兴奋铷原子(衰变成铷原子在地国家和光子的)。 之后立即制系统,激励原子他们身后开始观察到闪耀他们的激光光束。 该意见进行了两种模式:(该系统不断提供小的光脉冲)和脉冲(系统时照射脉冲更加强大的)。

所获得的结果以及与理论预测。 外部光效果很慢的腐烂的微粒,他们返回到他们原来的远离崩溃的状态。 效果的幅度为两个研究模式也吻合的预测。 和最大的生活不稳定的激发铷原子能够延长30倍。

 

量子力学和意识

 

电子和富勒烯停止,以显示它们的波动性、铝板酷和不稳定的粒子冻结在他们的解体: 在无所不能视的观察世界变化的。 H吃的没有证据证明参与我们的脑海中的世界的工作? 所以也许权是卡尔*荣格和沃尔夫冈泡利(奥地利物理学家、诺贝尔奖得主的先驱之一的量子力学),当时他说, 物理定律和意识应当被看作是补充性的?

但是,它仍然只是一个步骤的义务的认识: 周围的整个世界的本质虚幻的产物,我们的脑海中。

令人毛骨悚然的吗? ("做你真的认为月亮的存在只是当你看着她吗?评论说:"爱因斯坦与量子力学的)。 然后再试一次参考的物理学家。 此外,近年来,他们越来越小,有利于哥本哈根解释的量子力学中,与其神秘的崩溃波的功能,其中配备当地和可靠的术语消相干的。

事情是这样的—在所有的描述实验与监督实验者不可避免地受到影响的系统。 照亮它带有激光器,安装测量设备。 这是一个非常重要的原则:不能观察的系统,测量其性质,不browseinterval她。 其中的相互作用有和编辑性质。 此外,当一个小小的量子系统的相互作用的巨量的物体。 所以永恒的佛教观察员的中立是不可能的。

这就解释了术语 "消相干" 是不可逆转的观点的热力学过程的侵犯行为的量子性能的系统在其与另一个较大的系统。 在这种相互作用的量子系统失去其原有的特征和成为一个经典,"主体"系统大。 这就解释了悖论与薛定谔的猫:猫是如此之大的系统,它只是无法孤立于世界。 很制剂的思想实验是不是很正确的。

在任何情况下,比较现实,因为该行为的造意识、消相干听起来更轻松。 即使是,也许,太安静了。 毕竟,这种方法,整个经典的世界是一个大效果的消相干的。 和作者的一个最重要的图书在这一领域,这种办法仍然遵循的逻辑肯定喜欢"在世界上有没有微粒"或"没有时间在基本的水平"。

 

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创造性的观察员或者强大的消相干吗? 你有选择的两害相权取其轻。 但是记住,现在,科学家们越来越相信,根据我们的思维过程是最臭名昭着的量子效应。 那么,观察的结束和现实开始有选择,我们每个人。出版

 

作者:米哈伊尔*彼得罗夫

 



资料来源:theoryandpractice.ru/posts/8507-quantum-experiment

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