Jika Anda tiba-tiba menyadari bahwa Anda telah melupakan dasar-dasar dan postulat mekanika kuantum atau tidak tahu mekanika seperti apa, maka inilah saatnya untuk menyegarkan informasi ini dalam ingatan Anda. Lagi pula, tidak ada yang tahu kapan mekanika kuantum bisa berguna dalam kehidupan.

Sia-sia Anda menyeringai dan mencibir, berpikir bahwa Anda tidak akan pernah berurusan dengan subjek ini dalam hidup Anda sama sekali. Bagaimanapun, mekanika kuantum dapat berguna bagi hampir setiap orang, bahkan mereka yang jauh darinya. Misalnya, Anda mengalami insomnia. Untuk mekanika kuantum, ini bukan masalah! Baca buku teks sebelum tidur - dan Anda sudah tidur nyenyak di halaman ketiga. Atau Anda bisa menamai band rock keren Anda seperti itu. Kenapa tidak?

Sambil bercanda, mari kita mulai percakapan kuantum yang serius.

Di mana untuk memulai? Tentu saja, dari apa kuantum itu.

Kuantum

Sebuah kuantum (dari kuantum Latin - "berapa") adalah bagian tak terpisahkan dari beberapa kuantitas fisik. Misalnya, mereka mengatakan - kuantum cahaya, kuantum energi atau kuantum medan.

Apa artinya? Ini berarti bahwa itu tidak bisa kurang. Ketika mereka mengatakan bahwa beberapa nilai terkuantisasi, mereka memahami bahwa nilai ini mengambil sejumlah nilai spesifik dan diskrit. Jadi, energi elektron dalam atom terkuantisasi, cahaya merambat dalam "bagian", yaitu kuanta.

Istilah "kuantum" sendiri memiliki banyak kegunaan. Kuantum cahaya (medan elektromagnetik) adalah foton. Dengan analogi, partikel atau partikel kuasi yang sesuai dengan bidang interaksi lain disebut kuanta. Di sini kita dapat mengingat boson Higgs yang terkenal, yang merupakan kuantum medan Higgs. Tapi kami belum naik ke hutan ini.

Mekanika kuantum untuk boneka

Bagaimana mekanika bisa menjadi kuantum?

Seperti yang telah Anda perhatikan, dalam percakapan kami, kami telah menyebutkan partikel berkali-kali. Mungkin Anda terbiasa dengan kenyataan bahwa cahaya adalah gelombang yang merambat dengan kecepatan tertentu dengan . Tetapi jika Anda melihat segala sesuatu dari sudut pandang dunia kuantum, yaitu dunia partikel, semuanya berubah tanpa bisa dikenali.

Mekanika kuantum adalah cabang fisika teoretis, komponen teori kuantum yang menjelaskan fenomena fisik pada tingkat paling dasar - tingkat partikel.

Efek dari fenomena tersebut sebanding besarnya dengan konstanta Planck, dan mekanika klasik dan elektrodinamika Newton ternyata sama sekali tidak cocok untuk deskripsi mereka. Misalnya, menurut teori klasik, sebuah elektron, yang berputar dengan kecepatan tinggi di sekitar nukleus, harus memancarkan energi dan akhirnya jatuh ke nukleus. Ini, seperti yang Anda tahu, tidak terjadi. Itulah sebabnya mereka datang dengan mekanika kuantum - fenomena yang ditemukan perlu dijelaskan entah bagaimana, dan ternyata itu adalah teori yang penjelasannya paling dapat diterima, dan semua data eksperimen "berkumpul".

Omong-omong! Untuk pembaca kami sekarang ada diskon 10% untuk pekerjaan apapun

Sedikit sejarah

Kelahiran teori kuantum terjadi pada tahun 1900, ketika Max Planck berbicara pada pertemuan Masyarakat Fisika Jerman. Apa yang Planck katakan saat itu? Dan fakta bahwa radiasi atom bersifat diskrit, dan bagian terkecil dari energi radiasi ini sama dengan

Dimana h adalah konstanta Planck, nu adalah frekuensi.

Kemudian Albert Einstein, memperkenalkan konsep "kuantum cahaya", menggunakan hipotesis Planck untuk menjelaskan efek fotolistrik. Niels Bohr mendalilkan adanya tingkat energi stasioner dalam atom, dan Louis de Broglie mengembangkan gagasan dualitas gelombang-partikel, yaitu bahwa partikel (sel darah) juga memiliki sifat gelombang. Schrödinger dan Heisenberg bergabung dengan penyebabnya, dan karenanya, pada tahun 1925, formulasi pertama mekanika kuantum diterbitkan. Sebenarnya, mekanika kuantum jauh dari teori yang lengkap; ia aktif berkembang saat ini. Harus diakui juga bahwa mekanika kuantum, dengan asumsinya, tidak mampu menjelaskan semua pertanyaan yang dihadapinya. Sangat mungkin bahwa teori yang lebih sempurna akan datang untuk menggantikannya.

Dalam transisi dari dunia kuantum ke dunia benda yang sudah dikenal, hukum mekanika kuantum secara alami diubah menjadi hukum mekanika klasik. Kita dapat mengatakan bahwa mekanika klasik adalah kasus khusus dari mekanika kuantum, ketika aksi terjadi di makrokosmos yang kita kenal dan kita kenal. Di sini, benda-benda bergerak dengan tenang dalam kerangka acuan non-inersia dengan kecepatan yang jauh lebih rendah daripada kecepatan cahaya, dan secara umum - segala sesuatu di sekitarnya tenang dan dapat dimengerti. Jika Anda ingin mengetahui posisi benda dalam sistem koordinat - tidak masalah, jika Anda ingin mengukur momentum - Anda selalu dipersilakan.

Mekanika kuantum memiliki pendekatan yang sama sekali berbeda untuk pertanyaan itu. Di dalamnya, hasil pengukuran besaran fisis bersifat probabilistik. Ini berarti bahwa ketika suatu nilai berubah, beberapa hasil yang mungkin, yang masing-masing sesuai dengan probabilitas tertentu. Mari kita beri contoh: sebuah koin berputar di atas meja. Saat berputar, ia tidak dalam keadaan tertentu (kepala-ekor), tetapi hanya memiliki kemungkinan berada di salah satu keadaan ini.

Di sini kita perlahan mendekat persamaan Schrödinger dan Prinsip ketidakpastian Heisenberg.

Menurut legenda, Erwin Schrödinger, berbicara di sebuah seminar ilmiah pada tahun 1926 dengan laporan tentang dualitas gelombang-partikel, dikritik oleh seorang ilmuwan senior tertentu. Menolak untuk mendengarkan para tetua, setelah kejadian ini, Schrödinger aktif terlibat dalam pengembangan persamaan gelombang untuk menggambarkan partikel dalam kerangka mekanika kuantum. Dan dia melakukannya dengan brilian! Persamaan Schrödinger (persamaan dasar mekanika kuantum) memiliki bentuk:

Jenis persamaan ini, persamaan Schrödinger stasioner satu dimensi, adalah yang paling sederhana.

Di sini x adalah jarak atau koordinat partikel, m adalah massa partikel, E dan U adalah energi total dan energi potensialnya. Solusi untuk persamaan ini adalah fungsi gelombang (psi)

Fungsi gelombang adalah konsep fundamental lain dalam mekanika kuantum. Jadi, sistem kuantum apa pun yang berada dalam keadaan tertentu memiliki fungsi gelombang yang menggambarkan keadaan ini.

Sebagai contoh, ketika memecahkan persamaan Schrödinger stasioner satu dimensi, fungsi gelombang menggambarkan posisi partikel dalam ruang. Lebih tepatnya, probabilitas menemukan partikel pada titik tertentu di ruang angkasa. Dengan kata lain, Schrödinger menunjukkan bahwa probabilitas dapat dijelaskan dengan persamaan gelombang! Setuju, ini harus dipikirkan!

Tapi kenapa? Mengapa kita harus berurusan dengan probabilitas dan fungsi gelombang yang tidak dapat dipahami ini, ketika, tampaknya, tidak ada yang lebih mudah daripada hanya mengambil dan mengukur jarak ke partikel atau kecepatannya.

Semuanya sangat sederhana! Bagaimanapun, ini benar dalam makrokosmos - kami mengukur jarak dengan pita pengukur dengan akurasi tertentu, dan kesalahan pengukuran ditentukan oleh karakteristik perangkat. Di sisi lain, kita hampir dapat secara akurat menentukan jarak ke suatu objek, misalnya, ke meja, dengan mata. Bagaimanapun, kami secara akurat membedakan posisinya di ruangan relatif terhadap kami dan objek lain. Di dunia partikel, situasinya secara fundamental berbeda - kita tidak secara fisik memiliki alat ukur untuk mengukur jumlah yang diperlukan dengan akurat. Bagaimanapun, alat ukur bersentuhan langsung dengan objek yang diukur, dan dalam kasus kami baik objek maupun alatnya adalah partikel. Ketidaksempurnaan inilah, ketidakmungkinan mendasar untuk memperhitungkan semua faktor yang bekerja pada partikel, serta fakta perubahan keadaan sistem di bawah pengaruh pengukuran, yang mendasari prinsip ketidakpastian Heisenberg.

Mari kita sajikan formulasinya yang paling sederhana. Bayangkan ada beberapa partikel, dan kita ingin mengetahui kecepatan dan koordinatnya.

Dalam konteks ini, Prinsip Ketidakpastian Heisenberg menyatakan bahwa tidak mungkin mengukur posisi dan kecepatan partikel secara akurat pada saat yang bersamaan. . Secara matematis, ini ditulis seperti ini:

Di sini delta x adalah kesalahan dalam menentukan koordinat, delta v adalah kesalahan dalam menentukan kecepatan. Kami menekankan bahwa prinsip ini mengatakan bahwa semakin akurat kita menentukan koordinat, semakin tidak akurat kita akan mengetahui kecepatannya. Dan jika kita mendefinisikan kecepatan, kita tidak akan memiliki gagasan sedikit pun tentang di mana partikel itu berada.

Ada banyak lelucon dan anekdot tentang prinsip ketidakpastian. Ini salah satunya:

Seorang polisi menghentikan fisikawan kuantum.
- Pak, apakah Anda tahu seberapa cepat Anda bergerak?
- Tidak, tapi aku tahu persis di mana aku berada.

Dan, tentu saja, kami mengingatkan Anda! Jika tiba-tiba, karena alasan tertentu, solusi persamaan Schrödinger untuk partikel dalam sumur potensial tidak memungkinkan Anda untuk tertidur, silakan hubungi penulis kami– profesional yang dibesarkan dengan mekanika kuantum di bibir mereka!

Tidak ada seorang pun di dunia ini yang mengerti apa itu mekanika kuantum. Ini mungkin hal yang paling penting untuk diketahui tentang dia. Tentu saja, banyak fisikawan telah belajar menggunakan hukum dan bahkan memprediksi fenomena berdasarkan komputasi kuantum. Tetapi masih belum jelas mengapa pengamat eksperimen menentukan perilaku sistem dan memaksanya mengambil salah satu dari dua keadaan.

Berikut adalah beberapa contoh eksperimen dengan hasil yang pasti akan berubah di bawah pengaruh pengamat. Mereka menunjukkan bahwa mekanika kuantum secara praktis berurusan dengan intervensi pemikiran sadar dalam realitas material.

Ada banyak interpretasi mekanika kuantum saat ini, tetapi interpretasi Kopenhagen mungkin yang paling terkenal. Pada tahun 1920-an, postulat umum dirumuskan oleh Niels Bohr dan Werner Heisenberg.

Dasar interpretasi Kopenhagen adalah fungsi gelombang. Ini adalah fungsi matematika yang berisi informasi tentang semua kemungkinan keadaan sistem kuantum di mana ia ada secara bersamaan. Menurut Interpretasi Kopenhagen, keadaan suatu sistem dan posisinya relatif terhadap keadaan lain hanya dapat ditentukan dengan pengamatan (fungsi gelombang hanya digunakan untuk menghitung secara matematis kemungkinan sistem berada dalam satu keadaan atau lainnya).

Dapat dikatakan bahwa setelah pengamatan, sistem kuantum menjadi klasik dan segera lenyap dalam keadaan selain yang diamati. Kesimpulan ini menemukan lawannya (ingat Einstein yang terkenal "Tuhan tidak bermain dadu"), tetapi keakuratan perhitungan dan prediksi masih memiliki mereka sendiri.

Namun demikian, jumlah pendukung interpretasi Kopenhagen menurun, dan alasan utamanya adalah runtuhnya fungsi gelombang secara misterius seketika selama percobaan. Eksperimen pemikiran terkenal Erwin Schrödinger dengan kucing malang seharusnya menunjukkan absurditas fenomena ini. Mari kita ingat detailnya.

Di dalam kotak hitam duduk seekor kucing hitam dan dengan itu sebotol racun dan mekanisme yang dapat melepaskan racun secara acak. Misalnya, atom radioaktif selama peluruhan dapat memecahkan gelembung. Waktu pasti peluruhan atom tidak diketahui. Hanya waktu paruh yang diketahui, di mana peluruhan terjadi dengan probabilitas 50%.

Jelas, untuk pengamat eksternal, kucing di dalam kotak berada dalam dua keadaan: baik hidup, jika semuanya berjalan dengan baik, atau mati, jika pembusukan telah terjadi dan botol pecah. Kedua keadaan ini dijelaskan oleh fungsi gelombang kucing, yang berubah seiring waktu.

Semakin banyak waktu berlalu, semakin besar kemungkinan peluruhan radioaktif telah terjadi. Tapi begitu kita membuka kotaknya, fungsi gelombangnya runtuh dan kita langsung melihat hasil eksperimen yang tidak manusiawi ini.

Faktanya, sampai pengamat membuka kotak, kucing akan terus-menerus menyeimbangkan antara hidup dan mati, atau hidup dan mati. Nasibnya hanya dapat ditentukan sebagai hasil dari tindakan pengamat. Absurditas ini ditunjukkan oleh Schrödinger.

Menurut survei fisikawan terkenal oleh The New York Times, eksperimen difraksi elektron adalah salah satu studi paling menakjubkan dalam sejarah sains. Apa sifatnya? Ada sumber yang memancarkan sinar elektron ke layar fotosensitif. Dan ada hambatan di jalan elektron ini, pelat tembaga dengan dua slot.

Gambar apa yang dapat kita harapkan di layar jika elektron biasanya direpresentasikan kepada kita sebagai bola bermuatan kecil? Dua garis berlawanan dengan slot di pelat tembaga. Namun pada kenyataannya, pola garis-garis putih dan hitam yang jauh lebih kompleks muncul di layar. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa ketika melewati celah, elektron mulai berperilaku tidak hanya sebagai partikel, tetapi juga sebagai gelombang (foton atau partikel cahaya lain yang dapat menjadi gelombang pada saat yang sama berperilaku dengan cara yang sama).

Gelombang-gelombang ini berinteraksi di ruang angkasa, bertabrakan dan saling menguatkan, dan sebagai hasilnya, sebuah pola kompleks dari garis-garis terang dan gelap yang berselang-seling ditampilkan di layar. Pada saat yang sama, hasil percobaan ini tidak berubah, bahkan jika elektron melewati satu per satu - bahkan satu partikel dapat menjadi gelombang dan melewati dua celah pada saat yang sama. Postulat ini adalah salah satu yang utama dalam interpretasi Kopenhagen tentang mekanika kuantum, ketika partikel dapat secara bersamaan menunjukkan sifat fisik "biasa" dan sifat eksotis seperti gelombang.

Tapi bagaimana dengan pengamat? Dialah yang membuat cerita membingungkan ini semakin membingungkan. Ketika fisikawan dalam eksperimen seperti ini mencoba menggunakan instrumen untuk menentukan celah mana yang sebenarnya dilalui elektron, gambar di layar berubah secara dramatis dan menjadi "klasik": dengan dua bagian yang diterangi tepat di seberang celah, tanpa garis-garis bergantian.

Elektron tampak enggan mengungkapkan sifat gelombang mereka ke mata pengamat yang waspada. Itu tampak seperti misteri yang diselimuti kegelapan. Tetapi ada penjelasan yang lebih sederhana: pengamatan sistem tidak dapat dilakukan tanpa pengaruh fisik terhadapnya. Kami akan membahas ini nanti.

2. Fullerene yang dipanaskan

Eksperimen difraksi partikel dilakukan tidak hanya dengan elektron, tetapi juga dengan objek lain yang jauh lebih besar. Misalnya, fullerene digunakan, molekul besar dan tertutup yang terdiri dari beberapa puluh atom karbon. Baru-baru ini, sekelompok ilmuwan dari Universitas Wina, yang dipimpin oleh Profesor Zeilinger, mencoba memasukkan unsur observasi dalam eksperimen ini. Untuk melakukan ini, mereka menyinari molekul fullerene yang bergerak dengan sinar laser. Kemudian, dipanaskan oleh sumber eksternal, molekul-molekul mulai bersinar dan tak terhindarkan memantulkan kehadiran mereka kepada pengamat.

Seiring dengan inovasi ini, perilaku molekul juga berubah. Sebelum pengamatan yang komprehensif seperti itu, fullerene berhasil menghindari rintangan (menunjukkan sifat gelombang), mirip dengan contoh sebelumnya dengan elektron mengenai layar. Tetapi dengan kehadiran seorang pengamat, fullerene mulai berperilaku seperti partikel fisik yang taat hukum.

3. Pengukuran pendinginan

Salah satu hukum paling terkenal di dunia fisika kuantum adalah prinsip ketidakpastian Heisenberg, yang menurutnya tidak mungkin untuk menentukan kecepatan dan posisi objek kuantum pada saat yang bersamaan. Semakin akurat kita mengukur momentum suatu partikel, semakin kurang akurat kita dapat mengukur posisinya. Namun, di dunia nyata makroskopik kita, validitas hukum kuantum yang bekerja pada partikel kecil biasanya tidak diperhatikan.

Eksperimen terbaru oleh Prof. Schwab dari Amerika Serikat memberikan kontribusi yang sangat berharga untuk bidang ini. Efek kuantum dalam percobaan ini tidak ditunjukkan pada tingkat elektron atau molekul fullerene (yang memiliki diameter perkiraan 1 nm), tetapi pada objek yang lebih besar, pita aluminium kecil. Pita ini dipasang di kedua sisi sehingga bagian tengahnya dalam keadaan tersuspensi dan dapat bergetar di bawah pengaruh luar. Selain itu, sebuah perangkat yang mampu merekam posisi kaset secara akurat ditempatkan di dekatnya. Dari percobaan tersebut, ditemukan beberapa hal menarik. Pertama, setiap pengukuran yang berkaitan dengan posisi objek dan pengamatan pita mempengaruhinya, setelah setiap pengukuran posisi pita berubah.

Eksperimen menentukan koordinat pita dengan akurasi tinggi, dan dengan demikian, sesuai dengan prinsip Heisenberg, mengubah kecepatannya, dan karenanya posisi berikutnya. Kedua, dan secara tak terduga, beberapa pengukuran menyebabkan kaset menjadi dingin. Dengan demikian, seorang pengamat dapat mengubah karakteristik fisik objek hanya dengan kehadirannya.

4. Partikel beku

Seperti yang Anda ketahui, partikel radioaktif yang tidak stabil membusuk tidak hanya dalam eksperimen dengan kucing, tetapi juga dengan sendirinya. Setiap partikel memiliki masa hidup rata-rata, yang ternyata dapat meningkat di bawah pengawasan seorang pengamat. Efek kuantum ini diprediksi pada tahun 60-an, dan bukti eksperimentalnya yang brilian muncul dalam makalah yang diterbitkan oleh kelompok yang dipimpin oleh peraih Nobel dalam bidang fisika Wolfgang Ketterle dari Massachusetts Institute of Technology.

Dalam karya ini, peluruhan atom rubidium tereksitasi yang tidak stabil dipelajari. Segera setelah persiapan sistem, atom-atom dieksitasi menggunakan sinar laser. Pengamatan berlangsung dalam dua mode: kontinu (sistem terus-menerus terkena pulsa cahaya kecil) dan berdenyut (sistem disinari dari waktu ke waktu dengan pulsa yang lebih kuat).

Hasil yang diperoleh sepenuhnya sesuai dengan prediksi teoritis. Efek cahaya eksternal memperlambat peluruhan partikel, mengembalikannya ke keadaan semula, yang jauh dari keadaan peluruhan. Besarnya efek ini juga bertepatan dengan prediksi. Masa hidup maksimum atom rubidium tereksitasi tidak stabil meningkat dengan faktor 30.

5. Mekanika kuantum dan kesadaran

Elektron dan fullerene berhenti menunjukkan sifat gelombangnya, pelat aluminium mendingin, dan partikel yang tidak stabil memperlambat peluruhannya. Mata yang waspada dari yang melihatnya benar-benar mengubah dunia. Mengapa ini tidak bisa menjadi bukti keterlibatan pikiran kita dalam pekerjaan dunia? Mungkin Carl Jung dan Wolfgang Pauli (fisikawan Austria, peraih Nobel, pelopor mekanika kuantum) benar, bagaimanapun juga, ketika mereka mengatakan bahwa hukum fisika dan kesadaran harus dianggap saling melengkapi?

Kita selangkah lagi untuk menyadari bahwa dunia di sekitar kita hanyalah produk ilusi dari pikiran kita. Idenya menakutkan dan menggoda. Mari kita coba beralih ke fisikawan lagi. Terutama dalam beberapa tahun terakhir, ketika semakin sedikit orang yang percaya interpretasi Kopenhagen tentang mekanika kuantum dengan fungsi gelombang misteriusnya runtuh, beralih ke dekoherensi yang lebih biasa dan andal.

Faktanya adalah bahwa dalam semua eksperimen dengan pengamatan ini, para peneliti pasti memengaruhi sistem. Mereka menyalakannya dengan laser dan memasang alat ukur. Mereka disatukan oleh prinsip penting: Anda tidak dapat mengamati suatu sistem atau mengukur sifat-sifatnya tanpa berinteraksi dengannya. Setiap interaksi adalah proses memodifikasi properti. Terutama ketika sistem kuantum kecil terkena objek kuantum kolosal. Beberapa pengamat Buddhis yang netral selamanya pada prinsipnya tidak mungkin. Dan di sini istilah "dekoherensi" berperan, yang tidak dapat diubah dari sudut pandang termodinamika: sifat kuantum suatu sistem berubah ketika berinteraksi dengan sistem besar lainnya.

Selama interaksi ini, sistem kuantum kehilangan sifat aslinya dan menjadi klasik, seolah-olah "mematuhi" sistem besar. Ini juga menjelaskan paradoks kucing Schrödinger: kucing adalah sistem yang terlalu besar, sehingga tidak dapat diisolasi dari bagian dunia lainnya. Rancangan eksperimen pemikiran ini tidak sepenuhnya benar.

Bagaimanapun, jika kita menganggap realitas tindakan penciptaan oleh kesadaran, dekoherensi tampaknya menjadi pendekatan yang jauh lebih nyaman. Bahkan mungkin terlalu nyaman. Dengan pendekatan ini, seluruh dunia klasik menjadi salah satu konsekuensi besar dari dekoherensi. Dan seperti yang dinyatakan oleh penulis salah satu buku paling terkenal di bidangnya, pendekatan semacam itu secara logis mengarah pada pernyataan seperti "tidak ada partikel di dunia" atau "tidak ada waktu pada tingkat dasar".

Apa kebenarannya: dalam pencipta-pengamat atau dekoherensi yang kuat? Kita harus memilih di antara dua kejahatan. Namun demikian, para ilmuwan semakin yakin bahwa efek kuantum adalah manifestasi dari proses mental kita. Dan di mana pengamatan berakhir dan kenyataan dimulai tergantung pada kita masing-masing.

Menurut topinfopost.com

Kvantinė fizika statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. fisika kuantum vok. Quantenphysik, f rus. fisika kuantum, f pranc. fisik quantique, f … Fizikos terminų odynas

Istilah ini memiliki arti lain, lihat Keadaan diam. Keadaan diam (dari bahasa Latin stationarius berdiri diam, tidak bergerak) adalah keadaan sistem kuantum di mana energi dan dinamika lainnya ... Wikipedia

- ... Wikipedia

Ia memiliki subbagian berikut (daftar tidak lengkap): Mekanika kuantum Teori kuantum aljabar Teori medan kuantum Elektrodinamika kuantum Kromodinamika kuantum Termodinamika kuantum Gravitasi kuantum Teori superstring Lihat juga ... ... Wikipedia

Mekanika kuantum Prinsip ketidakpastian Pengantar ... Formulasi matematika ... Dasar ... Wikipedia

FISIKA. 1. Pokok bahasan dan struktur fisika F. ilmu yang mempelajari paling sederhana dan sekaligus paling banyak. sifat umum dan hukum gerak benda-benda dunia material di sekitar kita. Akibat keumuman ini, tidak ada fenomena alam yang tidak bersifat fisik. properti... Ensiklopedia Fisik

Fisika hipernuklir adalah cabang fisika di persimpangan fisika nuklir dan fisika partikel elementer, di mana subjek penelitiannya adalah sistem mirip nukleus yang mengandung, selain proton dan neutron, partikel elementer hiperon. Juga ... ... Wikipedia

Cabang fisika yang mempelajari dinamika partikel dalam akselerator, serta berbagai masalah teknis yang terkait dengan konstruksi dan pengoperasian akselerator partikel. Fisika akselerator mencakup masalah yang berkaitan dengan produksi dan akumulasi partikel ... Wikipedia

Fisika kristal Kristalografi kristal Kisi kristal Jenis kisi kristal Difraksi dalam kristal Kisi timbal balik Sel Wigner Seitz Zona Brillouin Faktor basis struktural Faktor hamburan atom Jenis ikatan dalam ... ... Wikipedia

Logika kuantum adalah cabang logika yang diperlukan untuk penalaran tentang kalimat yang memperhitungkan prinsip-prinsip teori kuantum. Bidang penelitian ini didirikan pada tahun 1936 oleh karya Garit Bierhof dan John von Neumann, yang mencoba ... ... Wikipedia

Buku

• Fisika Kuantum, Leonid Karlovich Martinson. Materi teoritis dan eksperimental yang mendasari fisika kuantum disajikan secara rinci. Banyak perhatian diberikan pada konten fisik dari konsep kuantum dasar dan matematika ...
• Fisika Kuantum, Sheddad Qaid-Sala Ferron. Seluruh dunia kita dan semua yang ada di dalamnya - rumah, pohon, dan bahkan manusia! - Terdiri dari partikel-partikel kecil. Buku "Fisika Kuantum" dari seri "Buku pertama tentang sains" akan menceritakan tentang yang tidak terlihat oleh ...

Menurut definisi, fisika kuantum adalah cabang fisika teoretis yang mempelajari mekanika kuantum dan sistem medan kuantum dan hukum geraknya. Hukum dasar fisika kuantum dipelajari dalam kerangka mekanika kuantum dan teori medan kuantum dan diterapkan dalam cabang fisika lainnya. Fisika kuantum dan teori utamanya - mekanika kuantum, teori medan kuantum - diciptakan pada paruh pertama abad ke-20 oleh banyak ilmuwan, termasuk Max Planck, Albert Einstein, Arthur Compton, Louis de Broglie, Niels Bohr, Erwin Schrödinger, Paul Dirac , Wolfgang Pauli .Fisika kuantum menggabungkan beberapa cabang fisika, di mana fenomena mekanika kuantum dan teori medan kuantum memainkan peran mendasar, memanifestasikan dirinya pada tingkat mikrokosmos, tetapi juga memiliki (yang penting) konsekuensi pada tingkat makrokosmos.

Ini termasuk:

mekanika kuantum;

teori medan kuantum - dan aplikasinya: fisika nuklir, fisika partikel dasar, fisika energi tinggi;

fisika statistik kuantum;

teori kuantum materi terkondensasi;

teori kuantum benda padat;

optik kuantum.

Istilah Quantum (dari bahasa Latin kuantum - "berapa") adalah bagian tak terpisahkan dari kuantitas apa pun dalam fisika. Konsep ini didasarkan pada gagasan mekanika kuantum bahwa beberapa kuantitas fisik hanya dapat mengambil nilai tertentu (mereka mengatakan bahwa kuantitas fisik terkuantisasi). Dalam beberapa kasus khusus yang penting, nilai ini atau langkah perubahannya hanya dapat berupa kelipatan bilangan bulat dari beberapa nilai fundamental - dan yang terakhir disebut kuantum.

Kuanta dari beberapa bidang memiliki nama khusus:

foton - kuantum medan elektromagnetik;

gluon - kuantum bidang vektor (gluon) dalam kromodinamika kuantum (memberikan interaksi yang kuat);

graviton - kuantum hipotetis dari medan gravitasi;

phonon - kuantum gerakan getaran atom kristal.

Secara umum, Kuantisasi adalah prosedur untuk membangun sesuatu menggunakan kumpulan besaran yang diskrit, misalnya bilangan bulat,

sebagai lawan untuk membangun menggunakan serangkaian kuantitas yang berkelanjutan, seperti bilangan real.

Dalam fisika:

Kuantisasi - konstruksi versi kuantum dari beberapa teori non-kuantum (klasik) atau model fisik

sesuai dengan fakta fisika kuantum.

Kuantisasi Feynman - kuantisasi dalam hal integral fungsional.

Kuantisasi kedua adalah metode untuk menggambarkan sistem mekanika kuantum multipartikel.

Kuantisasi dirac

Kuantisasi geometris

Dalam ilmu komputer dan elektronik:

Kuantisasi adalah pembagian rentang nilai besaran tertentu ke dalam sejumlah interval berhingga.

Kuantisasi noise - kesalahan yang terjadi saat mendigitalkan sinyal analog.

Dalam musik:

Kuantisasi not - memindahkan not ke ketukan terdekat di sequencer.

Perlu dicatat bahwa, terlepas dari sejumlah keberhasilan tertentu dalam menggambarkan sifat dari banyak fenomena dan proses yang terjadi di dunia di sekitar kita, fisika kuantum saat ini, bersama dengan seluruh kompleks subdisiplinnya, bukanlah konsep yang integral, lengkap, dan meskipun pada awalnya dipahami bahwa itu dalam kerangka fisika kuantum, disiplin tunggal yang integral, konsisten dan menjelaskan semua fenomena yang diketahui akan dibangun, hari ini tidak seperti itu, misalnya, fisika kuantum tidak dapat menjelaskan prinsip dan menyajikan model kerja gravitasi, meskipun tidak ada yang meragukan bahwa gravitasi adalah salah satu hukum dasar dasar alam semesta, dan ketidakmungkinan menjelaskannya dari sudut pandang pendekatan kuantum hanya mengatakan bahwa mereka tidak sempurna, dan tidak lengkap dan kebenaran akhir dalam contoh terakhir.

Selain itu, dalam fisika kuantum itu sendiri ada arus dan arah yang berbeda, perwakilan dari masing-masing menawarkan penjelasan mereka sendiri untuk eksperimen fenomenologis yang tidak memiliki interpretasi yang jelas. Dalam fisika kuantum itu sendiri, para ilmuwan yang mewakilinya tidak memiliki kesamaan pendapat dan pemahaman yang sama, seringkali interpretasi dan penjelasan mereka tentang fenomena yang sama bahkan saling bertentangan. Dan pembaca harus memahami bahwa fisika kuantum itu sendiri hanyalah konsep peralihan, seperangkat metode, pendekatan, dan algoritma yang menyusunnya, dan mungkin saja setelah beberapa saat konsep yang jauh lebih lengkap, sempurna, dan konsisten akan dikembangkan. , dengan pendekatan lain dan metode lain.Namun demikian, pembaca pasti akan tertarik pada fenomena utama yang menjadi subjek studi fisika kuantum, dan yang, ketika model yang menjelaskannya digabungkan menjadi satu sistem, mungkin menjadi dasar untuk paradigma ilmiah yang benar-benar baru. Nah ini dia acara-acaranya:

1. Dualisme gelombang sel.

Awalnya, diasumsikan bahwa dualitas gelombang-partikel adalah karakteristik hanya untuk foton cahaya, yang dalam beberapa kasus

berperilaku seperti aliran partikel, dan yang lain seperti gelombang. Tetapi banyak eksperimen fisika kuantum telah menunjukkan bahwa perilaku ini adalah karakteristik tidak hanya untuk foton, tetapi juga untuk partikel apa pun, termasuk yang membentuk materi padat fisik. Salah satu eksperimen yang paling terkenal di bidang ini adalah eksperimen dengan dua celah, ketika aliran elektron diarahkan ke piring di mana ada dua celah sempit paralel, di belakang piring ada layar kedap elektron yang memungkinkan untuk melihat dengan tepat pola apa yang muncul dari elektron. Dan dalam beberapa kasus, gambar ini terdiri dari dua strip paralel, sama seperti dua slot pada pelat di depan layar, yang mencirikan perilaku berkas elektron, seperti aliran bola kecil, tetapi dalam kasus lain, sebuah pola terbentuk pada layar yang merupakan karakteristik interferensi gelombang (banyak garis paralel, dengan yang paling tebal di tengah, dan lebih tipis di tepinya). Ketika mencoba menyelidiki prosesnya secara lebih rinci, ternyata satu elektron dapat melewati hanya satu celah, dan melalui dua celah pada saat yang sama, yang sepenuhnya dikecualikan jika elektron hanya partikel padat. Faktanya, saat ini sudah ada suatu pandangan, walaupun tidak terbukti, tetapi tampaknya sangat dekat dengan kebenaran, dan sangat penting dari sudut pandang pandangan dunia, bahwa elektron sebenarnya bukan gelombang atau partikel. , tetapi merupakan jalinan energi primer, atau materi, dipelintir bersama dan beredar dalam orbit tertentu, dan dalam beberapa kasus menunjukkan sifat-sifat gelombang. dan dalam beberapa, sifat-sifat partikel.

Banyak orang awam kurang memahami, tetapi apa awan elektron yang mengelilingi atom, yang dijelaskan dalam

sekolah, nah, apa itu, awan elektron, yaitu ada banyak elektron, elektron ini, tidak, tidak seperti itu, awan itu adalah elektron yang sama,

hanya saja itu semacam dioleskan di orbit, seperti setetes, dan ketika mencoba menentukan lokasi tepatnya, Anda harus selalu menggunakan

pendekatan probabilistik, karena, meskipun sejumlah besar percobaan telah dilakukan, tidak pernah mungkin untuk menetapkan dengan tepat di mana elektron berada di orbit pada saat tertentu dalam waktu, itu hanya dapat ditentukan dengan probabilitas tertentu. Dan ini semua untuk alasan yang sama bahwa elektron bukanlah partikel padat, dan menggambarkannya, seperti dalam buku pelajaran sekolah, sebagai bola padat yang berputar di orbit, pada dasarnya salah dan membentuk pada anak-anak gagasan yang salah tentang \u200b\ u200bbagaimana hal-hal sebenarnya terjadi di alam Proses pada tingkat mikro, di mana-mana di sekitar kita, termasuk di dalam diri kita sendiri.

2. Hubungan antara yang diamati dan pengamat, pengaruh pengamat terhadap yang diamati.

Dalam eksperimen yang sama dengan pelat dengan dua celah dan layar, dan dalam eksperimen serupa, secara tak terduga ditemukan bahwa perilaku elektron sebagai gelombang dan sebagai partikel berada dalam ketergantungan yang dapat diukur sepenuhnya pada kehadiran ilmuwan-pengamat langsung. dalam percobaan atau tidak, dan jika ada, harapan apa yang dia miliki dari hasil percobaan!

Ketika ilmuwan yang mengamati mengharapkan elektron berperilaku seperti partikel, mereka berperilaku seperti partikel, tetapi ketika ilmuwan yang diharapkan berperilaku seperti gelombang menggantikannya, elektron berperilaku seperti aliran gelombang! Harapan pengamat secara langsung mempengaruhi hasil percobaan, meskipun tidak dalam semua kasus, tetapi dalam persentase percobaan yang dapat diukur sepenuhnya! Penting, sangat penting untuk dipahami bahwa eksperimen yang diamati dan pengamat itu sendiri bukanlah sesuatu yang terpisah satu sama lain, tetapi merupakan bagian dari satu sistem tunggal, tidak peduli dinding apa yang berdiri di antara mereka. Sangatlah penting untuk menyadari bahwa seluruh proses hidup kita adalah pengamatan yang terus menerus dan tak henti-hentinya,

untuk orang lain, fenomena dan objek, dan untuk diri sendiri. Dan meskipun harapan yang dapat diamati tidak selalu secara akurat menentukan hasil tindakan,

selain itu, ada banyak faktor lain, namun pengaruhnya sangat nyata.

Mari kita ingat berapa kali dalam hidup kita ada situasi ketika seseorang melakukan beberapa bisnis, yang lain mendekatinya dan mulai mengamatinya dengan cermat, dan pada saat itu orang ini membuat kesalahan atau tindakan yang tidak disengaja. Dan banyak yang akrab dengan perasaan yang sulit dipahami ini, ketika Anda melakukan beberapa tindakan, mereka mulai mengamati Anda dengan cermat, dan akibatnya, Anda berhenti dapat melakukan tindakan ini, meskipun Anda melakukannya dengan cukup berhasil sebelum munculnya pengamat.

Dan sekarang mari kita ingat bahwa kebanyakan orang dididik dan dibesarkan, baik di sekolah maupun di lembaga, bahwa segala sesuatu di sekitar, dan materi padat secara fisik, dan semua benda, dan diri kita sendiri, terdiri dari atom, dan atom terdiri dari inti dan berputar di sekitar mereka. , dan inti adalah proton dan neutron, dan semua ini adalah bola keras yang saling berhubungan oleh berbagai jenis ikatan kimia, dan jenis ikatan inilah yang menentukan sifat dan sifat materi. Dan tentang kemungkinan perilaku partikel dari sudut pandang gelombang, dan karenanya semua objek yang terdiri dari partikel-partikel ini, dan diri kita sendiri,

tidak ada yang berbicara! Kebanyakan tidak tahu ini, tidak percaya dan tidak menggunakannya! Artinya, ia mengharapkan perilaku dari benda-benda di sekitarnya persis sebagai satu set partikel padat. Nah, mereka berperilaku dan berperilaku seperti sekumpulan partikel dalam kombinasi yang berbeda. Hampir tidak ada yang mengharapkan perilaku objek yang terbuat dari materi padat secara fisik, seperti aliran gelombang, tampaknya mustahil untuk akal sehat, meskipun tidak ada hambatan mendasar untuk ini, dan semua karena model dan pemahaman yang salah dan salah tentang dunia sekitarnya. diletakkan pada orang-orang sejak kecil, akibatnya Ketika seseorang tumbuh dewasa, dia tidak menggunakan peluang ini, dia bahkan tidak tahu bahwa itu ada. Bagaimana Anda bisa menggunakan apa yang Anda tidak tahu. Dan karena ada miliaran orang yang tidak percaya dan bodoh seperti itu di planet ini, sangat mungkin bahwa totalitas kesadaran sosial semua orang di bumi, sebagai semacam rata-rata untuk sebuah rumah sakit, mendefinisikan pengaturan standar dunia. sekitar sebagai satu set partikel, blok bangunan, dan tidak lebih (setelah semua menurut salah satu model, seluruh umat manusia adalah kumpulan pengamat).

3. Nonlokalitas kuantum dan keterjeratan kuantum.

Salah satu landasan dan konsep yang menentukan fisika kuantum adalah nonlokalitas kuantum dan belitan kuantum yang terkait langsung dengannya, atau belitan kuantum, yang pada dasarnya adalah hal yang sama. Contoh mencolok dari keterjeratan kuantum adalah, misalnya, eksperimen yang dilakukan oleh Alain Aspect, di mana polarisasi foton yang dipancarkan oleh sumber yang sama dan diterima oleh dua penerima berbeda dilakukan. Dan ternyata jika Anda mengubah polarisasi (orientasi putaran) dari satu foton, polarisasi foton kedua berubah pada saat yang sama, dan sebaliknya, dan perubahan polarisasi ini terjadi secara instan, terlepas dari jarak di mana foton ini. adalah dari satu sama lain. Tampaknya dua foton yang dipancarkan oleh satu sumber saling berhubungan, meskipun tidak ada hubungan spasial yang jelas di antara mereka, dan perubahan parameter satu foton langsung menyebabkan perubahan parameter foton lain. Penting untuk dipahami bahwa fenomena keterjeratan kuantum, atau keterjeratan, berlaku tidak hanya untuk tingkat mikro, tetapi juga untuk tingkat makro.

Salah satu eksperimen demonstratif pertama di bidang ini adalah eksperimen fisikawan torsi Rusia (saat itu masih Soviet).

Skema percobaan adalah sebagai berikut: mereka mengambil sepotong batu bara coklat paling biasa yang ditambang di tambang untuk dibakar di rumah ketel, dan menggergajinya menjadi 2 bagian. Karena manusia sudah sangat lama mengenal batu bara, maka batu bara merupakan objek yang dipelajari dengan sangat baik, baik dari segi sifat fisik dan kimianya, ikatan molekulnya, panas yang dilepaskan selama pembakaran per satuan volume, dan sebagainya. Jadi, sepotong batu bara ini tetap berada di laboratorium di Kyiv, potongan batu bara kedua dibawa ke laboratorium di Krakow. Masing-masing bagian ini, pada gilirannya, dipotong menjadi 2 bagian yang identik, hasilnya adalah - 2 bagian identik dari batubara yang sama ada di Kyiv, dan 2 bagian yang identik ada di Krakow. Kemudian mereka mengambil satu potong masing-masing di Kyiv dan Krakow, dan secara bersamaan membakar keduanya, dan mengukur jumlah panas yang dilepaskan selama pembakaran. Ternyata hampir sama, seperti yang diharapkan. Kemudian, sepotong batu bara di Kyiv disinari dengan generator torsi (yang di Krakow tidak disinari dengan apa pun), dan lagi-lagi kedua potongan ini dibakar. Dan kali ini kedua potongan ini memberikan efek panas sekitar 15% lebih banyak saat dibakar daripada saat membakar dua potongan pertama. Peningkatan pelepasan panas selama pembakaran batubara di Kyiv dapat dimengerti, karena dipengaruhi oleh radiasi, akibatnya, struktur fisiknya berubah, yang menyebabkan peningkatan pelepasan panas selama pembakaran sekitar 15%. Tapi bagian itu, yang berada di Krakow, juga meningkatkan pelepasan panas sebesar 15%, meskipun tidak disinari dengan apapun! Sepotong batu bara ini juga mengubah sifat fisiknya, meskipun bukan yang disinari, tetapi sepotong lain (yang dengannya mereka pernah menjadi bagian dari satu kesatuan, yang merupakan poin penting untuk memahami esensi), dan jarak 2000 km antara potongan-potongan ini sama sekali bukan halangan, perubahan struktur kedua potongan batubara terjadi secara instan, yang ditetapkan dengan pengulangan percobaan yang berulang. Tetapi Anda perlu memahami bahwa proses ini tidak selalu benar hanya untuk batu bara, Anda dapat menggunakan bahan lain apa pun, dan efeknya, diharapkan, akan persis sama!

Artinya, keterjeratan kuantum dan non-lokalitas kuantum juga berlaku di dunia makroskopik, dan tidak hanya di mikrokosmos partikel elementer - secara umum, ini cukup benar, karena semua objek makro terdiri dari partikel yang sangat elementer ini!

Dalam keadilan, perlu dicatat bahwa fisikawan torsi menganggap banyak fenomena kuantum sebagai manifestasi medan torsi, dan beberapa fisikawan kuantum, sebaliknya, menganggap medan torsi sebagai kasus khusus manifestasi efek kuantum. Yang secara umum tidaklah mengherankan, karena keduanya mempelajari dan menjelajahi dunia sekitar yang sama, dengan hukum-hukum universal yang sama, baik pada tataran mikro maupun makro,

dan biarkan mereka menggunakan pendekatan yang berbeda dan terminologi yang berbeda ketika menjelaskan fenomena, esensinya tetap sama.

Tetapi apakah fenomena ini hanya berlaku untuk benda mati, bagaimana dengan organisme hidup, apakah mungkin untuk mendeteksi efek serupa di sana?

Ternyata ya, dan salah satu yang membuktikannya adalah dokter Amerika Cleve Baxter. Awalnya, ilmuwan ini mengkhususkan diri dalam pengujian poligraf, yaitu perangkat, pendeteksi kebohongan, yang digunakan untuk menginterogasi subjek di laboratorium CIA. Sejumlah percobaan yang berhasil dilakukan untuk mendaftarkan dan menetapkan keadaan emosi yang berbeda di antara yang diinterogasi, tergantung pada pembacaan poligraf, dan teknik yang efektif dikembangkan, yang masih digunakan sampai sekarang untuk interogasi melalui pendeteksi kebohongan. Seiring waktu, minat dokter berkembang, dan ia mulai bereksperimen dengan tumbuhan dan hewan. Di antara sejumlah hasil yang sangat menarik, satu harus dipilih, yang terkait langsung dengan belitan kuantum dan nonlokalitas kuantum, yaitu sebagai berikut - sel-sel hidup diambil dari peserta percobaan dari mulut dan ditempatkan dalam tabung reaksi (itu diketahui bahwa sel-sel yang diambil untuk sampel

orang hidup selama beberapa jam lagi), tabung reaksi ini terhubung ke poligraf. Kemudian orang dari siapa sampel ini diambil melakukan perjalanan beberapa puluh atau bahkan ratusan kilometer, dan mengalami berbagai situasi stres di sana. Selama bertahun-tahun penelitian, Cleve Baxter telah mempelajari dengan baik pembacaan poligraf mana yang sesuai dengan kondisi manusia yang penuh tekanan. Protokol ketat dijaga, di mana waktu masuk ke situasi stres dicatat dengan jelas, dan protokol juga disimpan untuk merekam pembacaan poligraf yang terhubung ke tabung reaksi dengan sel yang masih hidup. reaksi sel yang hampir bersamaan dalam bentuk grafik poligraf yang sesuai Yaitu, meskipun sel yang diambil dari seseorang untuk pengujian dan orang itu sendiri dipisahkan dalam ruang, masih ada hubungan di antara mereka, dan perubahan emosi dan keadaan mental seseorang segera tercermin dalam reaksi sel-sel dalam tabung reaksi.

Hasilnya diulang berkali-kali, ada upaya untuk memasang layar timah untuk mengisolasi tabung reaksi dengan poligraf, tetapi ini tidak membantu,

semua sama, bahkan di belakang layar utama ada pendaftaran perubahan status yang hampir sinkron.

Artinya, keterjeratan kuantum dan non-lokalitas kuantum berlaku untuk alam mati dan hidup, terlebih lagi, ini adalah fenomena alam yang sepenuhnya alami yang terjadi di sekitar kita! Saya pikir banyak pembaca yang tertarik, dan bahkan lebih dari itu, apakah mungkin untuk melakukan perjalanan tidak hanya di ruang angkasa, tetapi juga dalam waktu, mungkin ada beberapa eksperimen yang mengkonfirmasi hal ini, dan mungkin belitan kuantum dan nonlokalitas kuantum dapat membantu di sini? Ternyata eksperimen seperti itu ada! Salah satunya dilakukan oleh astrofisikawan Soviet terkenal Nikolai Aleksandrovich Kozyrev, dan terdiri dari yang berikut. Semua orang tahu bahwa posisi bintang yang kita lihat di langit itu tidak benar, karena selama ribuan tahun cahaya itu terbang dari bintang ke kita, dia sendiri telah bergeser selama ini, ke jarak yang benar-benar terukur. Mengetahui lintasan bintang yang dihitung, seseorang dapat menebak di mana ia seharusnya sekarang, dan terlebih lagi, seseorang dapat menghitung di mana ia seharusnya berada di masa depan di waktu berikutnya (dalam periode waktu yang sama dengan waktu yang dibutuhkan cahaya untuk melakukan perjalanan dari kita ke bintang ini), jika kita memperkirakan lintasan pergerakannya. Dan dengan bantuan teleskop desain khusus (teleskop refleks), dipastikan bahwa tidak hanya ada jenis sinyal,

menyebar melalui alam semesta hampir seketika, terlepas dari jarak ribuan tahun cahaya (sebenarnya, "mengolesi" di ruang angkasa, seperti elektron di orbit), tetapi juga memungkinkan untuk mendaftarkan sinyal dari posisi bintang di masa depan, yaitu, posisi yang belum, Dia tidak akan berada di sana dalam waktu dekat! Dan pada titik lintasan yang dihitung ini. Di sini muncul asumsi bahwa, seperti elektron yang "dioleskan" di sepanjang orbit, dan pada dasarnya merupakan objek kuantum-non-lokal, sebuah bintang yang berputar di sekitar pusat galaksi, seperti elektron di sekitar inti atom, juga memiliki beberapa properti serupa. Dan juga, eksperimen ini membuktikan kemungkinan transmisi sinyal tidak hanya di ruang angkasa, tetapi juga dalam waktu. Eksperimen ini cukup aktif didiskreditkan di media,

dengan atribusi sifat mistis dan mistis padanya, tetapi perlu dicatat bahwa itu juga diulang setelah kematian Kozyrev di dua pangkalan laboratorium yang berbeda, oleh dua kelompok ilmuwan independen, satu di Novosibirsk (dipimpin oleh Akademisi Lavrentiev), dan yang kedua di Ukraina, oleh kelompok penelitian Kukoch , apalagi, pada bintang yang berbeda, dan di mana-mana hasil yang sama diperoleh, membenarkan penelitian Kozyrev! Sejujurnya, perlu dicatat bahwa baik dalam teknik elektro dan teknik radio ada kasus ketika, dalam kondisi tertentu, sinyal diterima oleh penerima beberapa saat sebelum dipancarkan oleh sumbernya. Fakta ini, sebagai suatu peraturan, diabaikan dan dianggap sebagai kesalahan, dan sayangnya, seringkali, tampaknya para ilmuwan tidak memiliki keberanian untuk menyebut hitam dan putih sebagai putih, hanya karena itu diduga tidak mungkin dan tidak mungkin.

Apakah ada eksperimen serupa lainnya yang akan mengkonfirmasi kesimpulan ini? Ternyata mereka adalah Doktor Ilmu Kedokteran, Akademisi Vlail Petrovich Kaznacheev. Operator dilatih, salah satunya berlokasi di Novosibirsk, dan yang kedua di utara, di Dikson. Sebuah sistem simbol dikembangkan, dipelajari dengan baik dan diasimilasi oleh kedua operator. Pada waktu yang ditentukan, dengan bantuan cermin Kozyrev, sinyal ditransmisikan dari satu operator ke operator lain, dan pihak penerima tidak tahu sebelumnya karakter mana yang akan dikirim. Protokol ketat disimpan, yang mencatat waktu pengiriman dan penerimaan karakter. Dan setelah memeriksa protokol, ternyata beberapa karakter diterima hampir bersamaan dengan pengiriman, beberapa diterima terlambat, yang tampaknya mungkin dan cukup alami, tetapi beberapa karakter diterima oleh operator SEBELUM dikirim! Artinya, pada kenyataannya, mereka dikirim dari masa depan ke masa lalu. Eksperimen ini masih belum memiliki penjelasan ilmiah resmi yang ketat, tetapi jelas bahwa mereka memiliki sifat yang sama. Berdasarkan mereka, dapat diasumsikan dengan tingkat akurasi yang memadai bahwa keterjeratan kuantum dan nonlokalitas kuantum tidak hanya mungkin, tetapi juga ada tidak hanya dalam ruang, tetapi juga dalam waktu!

Fisika adalah yang paling misterius dari semua ilmu pengetahuan. Fisika memberi kita pemahaman tentang dunia di sekitar kita. Hukum fisika bersifat mutlak dan berlaku untuk semua orang tanpa kecuali, tanpa memandang orang dan status sosialnya.

Artikel ini ditujukan untuk orang yang berusia di atas 18 tahun.

Apakah Anda sudah berusia di atas 18 tahun?

Penemuan mendasar dalam fisika kuantum

Isaac Newton, Nikola Tesla, Albert Einstein dan banyak lainnya adalah pemandu besar umat manusia di dunia fisika yang indah, yang, seperti para nabi, mengungkapkan kepada umat manusia rahasia terbesar alam semesta dan kemampuan untuk mengendalikan fenomena fisik. Kepala mereka yang cemerlang menembus kegelapan ketidaktahuan mayoritas yang tidak masuk akal dan, seperti bintang pemandu, menunjukkan jalan menuju umat manusia di kegelapan malam. Salah satu konduktor dalam dunia fisika ini adalah Max Planck, bapak fisika kuantum.

Max Planck tidak hanya pendiri fisika kuantum, tetapi juga penulis teori kuantum terkenal di dunia. Teori kuantum adalah komponen terpenting dari fisika kuantum. Secara sederhana, teori ini menggambarkan pergerakan, perilaku dan interaksi mikropartikel. Pendiri fisika kuantum juga membawakan kita banyak karya ilmiah lain yang telah menjadi landasan fisika modern:

• teori radiasi termal;
• teori relativitas khusus;
• penelitian di bidang termodinamika;
• penelitian di bidang optik.

Teori fisika kuantum tentang perilaku dan interaksi mikropartikel menjadi dasar fisika benda terkondensasi, fisika partikel elementer, dan fisika energi tinggi. Teori kuantum menjelaskan kepada kita esensi dari banyak fenomena dunia kita - mulai dari fungsi komputer elektronik hingga struktur dan perilaku benda langit. Max Planck, pencipta teori ini, berkat penemuannya memungkinkan kita untuk memahami esensi sejati dari banyak hal pada tingkat partikel dasar. Tetapi penciptaan teori ini jauh dari satu-satunya keunggulan ilmuwan. Dia adalah orang pertama yang menemukan hukum dasar alam semesta - hukum kekekalan energi. Kontribusi Max Planck terhadap ilmu pengetahuan sulit ditaksir terlalu tinggi. Singkatnya, penemuannya sangat berharga untuk fisika, kimia, sejarah, metodologi dan filsafat.

teori medan kuantum

Singkatnya, teori medan kuantum adalah teori deskripsi mikropartikel, serta perilakunya di ruang angkasa, interaksi satu sama lain, dan transformasi timbal balik. Teori ini mempelajari perilaku sistem kuantum dalam apa yang disebut derajat kebebasan. Nama yang indah dan romantis ini tidak berarti apa-apa bagi banyak dari kita. Untuk boneka, derajat kebebasan adalah jumlah koordinat independen yang diperlukan untuk menunjukkan gerakan sistem mekanis. Secara sederhana, derajat kebebasan adalah karakteristik gerak. Penemuan menarik di bidang interaksi partikel elementer dilakukan oleh Steven Weinberg. Dia menemukan apa yang disebut arus netral - prinsip interaksi antara quark dan lepton, di mana dia menerima Hadiah Nobel pada 1979.

Teori Kuantum Max Planck

Pada tahun sembilan puluhan abad kedelapan belas, fisikawan Jerman Max Planck mengambil studi radiasi termal dan akhirnya menerima formula untuk distribusi energi. Hipotesis kuantum, yang lahir selama studi ini, menandai awal fisika kuantum, serta teori medan kuantum, ditemukan pada tahun ke-1900. Teori kuantum Planck adalah bahwa selama radiasi termal, energi yang dihasilkan dipancarkan dan diserap tidak secara konstan, tetapi secara episodik, secara kuantum. Tahun 1900, berkat penemuan Max Planck ini, menjadi tahun lahirnya mekanika kuantum. Perlu juga disebutkan rumus Planck. Singkatnya, esensinya adalah sebagai berikut - didasarkan pada rasio suhu tubuh dan radiasinya.

Teori mekanika kuantum tentang struktur atom

Teori mekanika kuantum tentang struktur atom merupakan salah satu teori dasar konsep dalam fisika kuantum, dan memang dalam fisika pada umumnya. Teori ini memungkinkan kita untuk memahami struktur segala sesuatu yang material dan membuka tabir kerahasiaan atas apa yang sebenarnya terdiri dari benda-benda itu. Dan kesimpulan berdasarkan teori ini sangat tidak terduga. Perhatikan struktur atom secara singkat. Jadi sebenarnya atom itu terbuat dari apa? Sebuah atom terdiri dari nukleus dan awan elektron. Dasar atom, intinya, mengandung hampir seluruh massa atom itu sendiri - lebih dari 99 persen. Nukleus selalu memiliki muatan positif, dan itu menentukan unsur kimia di mana atom merupakan bagiannya. Hal yang paling menarik tentang inti atom adalah bahwa ia mengandung hampir seluruh massa atom, tetapi pada saat yang sama ia hanya menempati sepersepuluh ribu volumenya. Apa yang mengikuti dari ini? Dan kesimpulannya sangat tidak terduga. Ini berarti bahwa materi padat dalam atom hanya sepersepuluh ribu. Dan bagaimana dengan segala sesuatu yang lain? Segala sesuatu yang lain dalam atom adalah awan elektron.

Awan elektron tidak permanen dan bahkan, pada kenyataannya, bukan zat material. Awan elektron hanyalah kemungkinan elektron muncul dalam atom. Artinya, inti hanya menempati sepersepuluh ribu dalam atom, dan segala sesuatu yang lain adalah kekosongan. Dan jika kita memperhitungkan bahwa semua benda di sekitar kita, dari partikel debu hingga benda langit, planet, dan bintang, terdiri dari atom, ternyata semua materi sebenarnya terdiri dari lebih dari 99 persen kekosongan. Teori ini tampaknya benar-benar sulit dipercaya, dan penulisnya, setidaknya, orang yang tertipu, karena hal-hal yang ada di sekitar memiliki konsistensi yang solid, memiliki bobot dan dapat dirasakan. Bagaimana itu bisa terdiri dari kekosongan? Apakah ada kesalahan yang menyusup ke dalam teori struktur materi ini? Tapi tidak ada kesalahan di sini.

Semua benda material tampak padat hanya karena interaksi antar atom. Benda memiliki konsistensi padat dan padat hanya karena tarik-menarik atau tolak-menolak antar atom. Ini memastikan kepadatan dan kekerasan kisi kristal bahan kimia, yang terdiri dari semua bahan. Tetapi, hal yang menarik, ketika, misalnya, kondisi suhu lingkungan berubah, ikatan antara atom, yaitu, daya tarik dan tolakannya, dapat melemah, yang mengarah pada melemahnya kisi kristal dan bahkan kehancurannya. Ini menjelaskan perubahan sifat fisik zat ketika dipanaskan. Misalnya, ketika besi dipanaskan, ia menjadi cair dan dapat dibentuk menjadi bentuk apa pun. Dan ketika es mencair, penghancuran kisi kristal menyebabkan perubahan keadaan materi, dan dari padat berubah menjadi cair. Ini adalah contoh yang jelas dari melemahnya ikatan antara atom dan, sebagai akibatnya, melemahnya atau hancurnya kisi kristal, dan memungkinkan zat menjadi amorf. Dan alasan untuk metamorfosis misterius seperti itu justru karena zat terdiri dari materi padat hanya sepersepuluh ribu, dan segala sesuatu yang lain adalah kekosongan.

Dan zat tampaknya padat hanya karena ikatan yang kuat antara atom, dengan melemahnya zat itu berubah. Jadi, teori kuantum tentang struktur atom memungkinkan kita untuk melihat dunia di sekitar kita dengan cara yang sama sekali berbeda.

Pendiri teori atom, Niels Bohr, mengajukan konsep menarik bahwa elektron dalam atom tidak memancarkan energi secara konstan, tetapi hanya pada saat transisi antara lintasan pergerakannya. Teori Bohr membantu menjelaskan banyak proses intra-atom, dan juga membuat terobosan dalam ilmu kimia, menjelaskan batas tabel yang dibuat oleh Mendeleev. Menurut , unsur terakhir yang dapat eksis dalam ruang dan waktu memiliki nomor urut seratus tiga puluh tujuh, dan unsur-unsur mulai dari seratus tiga puluh delapan tidak dapat eksis, karena keberadaannya bertentangan dengan teori relativitas. Juga, teori Bohr menjelaskan sifat fenomena fisik seperti spektrum atom.

Ini adalah spektrum interaksi atom bebas yang muncul ketika energi dipancarkan di antara mereka. Fenomena seperti itu khas untuk zat gas, uap, dan zat dalam keadaan plasma. Dengan demikian, teori kuantum membuat revolusi dalam dunia fisika dan memungkinkan para ilmuwan untuk maju tidak hanya di bidang ilmu ini, tetapi juga di banyak bidang ilmu terkait: kimia, termodinamika, optik, dan filsafat. Dan juga memungkinkan umat manusia untuk menembus rahasia sifat segala sesuatu.

Masih banyak yang harus dilakukan oleh umat manusia dalam kesadarannya untuk menyadari sifat atom, untuk memahami prinsip-prinsip perilaku dan interaksi mereka. Setelah memahami ini, kita akan dapat memahami sifat dunia di sekitar kita, karena segala sesuatu yang mengelilingi kita, dimulai dengan partikel debu dan berakhir dengan matahari itu sendiri, dan kita sendiri - semuanya terdiri dari atom, yang sifatnya misterius. dan menakjubkan dan penuh dengan banyak rahasia.