Ka em vegerin ka mekanîka kûantûmê çi ye û em çawa dikarin wê bikar bînin.

Dîmenek nedîtî

Baş e, ji ber vê yekê hûn bîhna qehweyê dikin, hûn hema hema hişyar in. Çavên we ji bo rûtîna rojane amade ne, dibiriqin û hinekî ronahiyê dihêlin. Gava ku hûn li ser wê difikirin, perçeyên ronahiyê yên ku dikevin rû û çavên we mîlyonek sal berê li navenda rojê, di demek ku bav û kalên me agir bikar tînin de çêbûne. Roj heke ew ji bo heman diyardeya ku dikare bibe bingeha bîhna me, tunelkirina kuantûmê ne hewce ne ku perçeyên bi navê foton bişînin.

Nêzîkî 150 mîlyon kîlometre Roj û Erdê ji hev vediqetînin, foton tenê heşt hûrdeman digire ku wê mesafeyê digire. Lêbelê, piraniya rêwîtiya wan di hundurê rojê de pêk tê, ku fotonek tîpîk mîlyonek sal hewl dide ku bireve. Wusa ku mesele di nîveka stêrka me de tête hilanîn, ku hîdrojen hûrgulî 13 carî ji rêber qelewtir e, û foton dikarin perçeyek bêsînor a çirkeyekê bimeşin berî ku ji hêla îyonên hîdrojenê ve were kişandin, ku dûv re fotonek dişewitîne da ku ji Rojê bimeşe, û hwd. Piştî nêzîkê mîlyarek ji têkiliyên bi vî rengî, di dawiyê de fotonek li ser rûyê Rojê, ku bi mîlyonan salan li vir dibiriqe xuya dike.

Mekanîka Quantum (© Jay Smith)

Foton dê çu carî çênebûya, û Roj jî bêyî tunelkirina kuantum nediçû. Roj û hemî stêrên din bi fuzyona nukleerê ronahiyê diafirînin, iyonên hîdrojenê parçe dikin û di pêvajoyek ku enerjiyê serbest dike de helyûmê diafirînin. Her saniye, roj nêzîkê 4 mîlyon ton madde vediguhêze. Tenê îyonên hîdrojenê, mîna protonên takekesî, xwedan barên elektrîkî yên erênî ne û hevûdu vedikişînin. Wê çaxê ew dikarin çawa bi hev re bibin yek?
Di tunelkirina kuantûmê de, xwezaya pêl a protonan carinan dihêle ku ew mîna pêlên ku li ser rûyê hewzê bi hev dikevin bi hêsanî li hevûdu bikin. Rastiya ku ew li hevûdu dixin pêlên protonê têra xwe nêz dike ku hêzek din, wekî hêzek nukleerî ya xurt ku tenê di mesafeyên pir kurt de tevdigere, dikare vejandina elektrîkî ya perçeyan bi ser bikeve. Piştre proton davêjin ku fotonek berdin.

Çavên me ji fotonan re pir hesas in

Çavên me geş bûne ku li hember van fotonan pir hesas bin. Hin ceribandinên vê dawîyê destnîşan kir ku em dikarin fotonên takekesî jî tespît bikin, ku ev îhtîmalek balkêş derdixe holê: gelo mirov dikare hin rewşên taybetî yên mekanîka kuantum bibîne? Wateya vê yekê ev e ku kesek, mîna foton an elektronek an pisîka bêbext a Schrödinger, heke ew rasterast têkeve cîhana kuantûmê, di heman demê de mirî û zindî ye? Ezmûnek weha dikare çawa bibîne?

Çavê mirovî

"Em nizanin ji ber ku kesî ceriband," got Rebecca Holmes, fîzîkzanek li Laboratûara Neteweyî ya Los Alamos li New Mexico. Sê sal berê, dema ku wê ji Zanîngeha Illinois li Urbane-Champaign mezûn bû, Holmes beşek ji tîmek bû ku Paul Kwiat bi rê ve dibir, û ew nîşan da ku mirov dikare şewqên kurt ên ronahiyê ku ji sê fotonan pêk tê destnîşan bike. Di 2016 de, wê fêr bû ku komek pêşbaz a zanyar, bi rêberiya fîzîkzan Alipaša Vaziri li Zanîngeha Rockefeller li New York, dît ku mirov bi rastî fotonên takekesî dibînin. Lêbelê, em dibînin ku dibe ku ezmûn bi durustî neyê vegotin. Vaziri, wê hewl da ku bibîne ku foton bixwe diteqe, ji kovara Nature re got, "Ew ne mîna dîtina ronahiyê ye. Ew hema hema hestek li ber deriyê xeyalê ye. "

Mekanîka Quantum - ceribandin

Di pêşerojek nêz de, Holmes û Vaziri hêvî dikin ku bi tiştê ku mirov pê dihesin dema foton têkevin nav dewletên kûantûmê yên taybetî de biceribînin. Mînakî, fîzîkzan dikarin fotonek yek bi ya ku jê re dibêjin superposiyon ve girêdidin, ku foton bi hev re li du deverên cihê hene. Holmes û hevkarên wê ezmûnek bi du senaryoyan ve mijûl kirin da ku biceribînin gelo mirov dikare rasterast superpozyona fotonan fêhm bike. Di senaryoya yekem de, yek foton dê bikeve aliyê çepê an rastê retîna mirovan, û yek dê ferq bike ku li kîjan aliyê retînayê ew foton hîs dike. Di senaryoya duyemîn de, foton dê di superpîvanek kûantûmê de bihêle ku bihêle ew tiştê ku xuya dike ne gengaz e - di heman demê de li milên rast û çepê retînayê bifire.

Dê meriv li her du aliyên retînayê ronahiyê bibîne? An jî dê têkiliya fotonek di çav de bibe sedema superpozîsyona 'hilweşînê'? Ger wusa be, gelo ew ê wekî teoriyê pêşniyar dike, wekî her du aliyên rast û çep dê biqewime?

Rebecca Holmes wiha dibêje:

"Li ser bingeha mekanîzmaya standardî ya kûantûmê, dibe ku fotonek di superpozîsyonê de ji fotonek rasterast çep û rast rasterast veguhêze."

Ger derkeve holê ku hin beşdarên ceribandinê bi rastî di her demê de foton li her du deveran di heman demê de fêhm kirine, ev tê wê wateyê ku kes bixwe di rewşek kûantûmê de bû?

Rebecca Holmes zêde dike:

"Hûn dikarin bibêjin ku çavdêr di demek kurt de bi neçarî di superposîsyona kuantumê de tenê bû, lê hêj kesî ew ceribandiye, ji ber vê yekê em bi rastî nizanin. Ji ber vê yekê ezmûnek wiha dikim. "

Hûn bi awayê xwe fêhm dikin

Let'scar ka em vegerin fîncanek qehwê. Hûn hest dikin ku mug wekî perçek materyalê zexm e, bi çermê destê xwe re di têkiliyê de ye. Lê ew tenê xapandinek e. Em qet destê xwe nadin tiştek, qe nebe di wateya du perçeyên hişk ên madeyê de ku têkil dikin. Ji sedî 99,9999999999-an zêdetir atomek ji qada vala pêk tê, hema hema hemî mesele di kokê de kom bûye.

Mekanîka Quantum (© Jay Smith)

Gava ku hûn qedehê bi destên xwe digirin, wusa dixuye ku ya wî ye hêz ji berxwedana elektronan a di kûpê û di dest de tê. Elektronên bixwe qe çuçeyek wan tune, ew tenê pîvanên sifir ên diyar ên qada barkirina elektrîkê ya neyînî ye ku mîna ewrekî atom û molekûlan dorpêç dike. Qanûnên mekanîzmaya kûantûmê wan bi asta enerjiya taybetî ya li dora atom û molekûlan sînor dike. Gava ku deste fîncan digire, wê elektronan ji astek digihîne astek din, û ji vê yekê re enerjiya masûlkeyê hewce dike, ku mejî wekî berxwedanê şîrove dike dema ku em dest bavêjin tiştek zexm.

Hesta me ya destmêjê ji têkiliya pir tevlihev a di navbera elektronên li dora molekulên laşê me û molekulên tiştên ku em destê xwe lê dikin, tê. Ji van agahiyan, mejiyê me xeyalekê diafirîne ku laşek meya qayîm heye ku li cîhanek tijî tiştên hişk ên din digerin. Bi wan re têkilî rastînek rastîn nade me. Gengaz e ku yek ji têgihiştinên me bi ya ku bi rastî diqewime re têkildar nabe. Donald Hoffman, neurolojîstek zanistî ya Zanîngeha California, Irvine, bawer dike ku hest û mejiyê me pêşve çûne ku xwezaya rastîn a rastîn veşêrin, ne ku wê eşkere bikin.

"Fikra min ev e ku rastî, çi dibe bila bibe, pir tevlihev e û dê pêvajo û me pir dem û enerjiyê bigire."

Berawirdkirina nîgarê cîhanê di mejî de û navrûya grafîkî ya di komputerê de

Hoffman wêneyê avabûna cîhanê di mejiyê me de, û navrûya grafîkî ya li ser ekrana komputerê dide ber hev. Hemî îkonên rengîn ên li ser dîmenderê, wekî Recycle Bin, nîşana mişk, û peldankên pelan, bi tiştê ku bi rastî di hundurê komputerê de diqewime re tiştek tune. Ew tenê vekêşan, hêsankirinên ku dihêlin em bi elektronîkên tevlihev re têkiliyê daynin.

Li gorî Hoffman, peresendinê mejiyên me guherandiye ku mîna navrûyek grafîkî ya ku cîhanê bi dilsozî ji nû ve çênake, bixebite. Evolution pêşkeftina têgihiştina rast piştgirî nake, ew tenê ya ku destûrê dide zindîbûnê bikar tîne.

Wekî ku Hoffman dibêje:

"Form li ser rastiyê serwerî saz dike."

Hoffman û xwendekarên wî yên mezûn di van salên dawî de bi sed hezaran modelên komputerê ceribandine da ku ramanên xwe di simulasyonên formên jiyana sûnî de ji bo çavkaniyên kêm pêşbaz bikin. Di her rewşê de, organîzmayên ku gava rastiyan bi yên ku ji bo têgihiştina rast hatine çêkirin re nayên hevber kirin, ji bo pêşî li rahijmendiya laşî têne bernamekirin.

Mînakî, heke yek organîzmayek were sêwirandin ku bi rastdarî fêhm bike, mînakî, bi tevahî ava ku li hawîrdor heye, û ew bi organîzmayek re rûbirû dibe ku ji bo tiştek hêsantir fêhm bike, mînakî, ava herî çêtir a avê ku ji bo zindî bimîne. Ji ber vê yekê dema ku yek organîzmayek dikare formek rastîn a rasttir biafirîne, ev taybetmendî kapasîteya wê ya zindîbûnê zêde nake. Lêkolînên Hoffman wî ber bi encamek berbiçav ve bir:

"Heya ku em ji bo domandina jiyanê lihevhatî ne, em ê bi rastiyê re nebin yek. Em nikarin wiya bikin. "

Teoriya Quantum

Ramanên wî bi ya ku hin fîzîkzan ramana navendî ya teoriya kûantûmê dihesibînin re dibe yek - têgihiştina rastiyê bi tevahî ne objektîf e, em nikarin ji cîhana ku em lê dinerin veqetin.

Hoffman vê dîtinê bi tevahî digire:

"Cih tenê avahiyek daneyê ye, û tiştên fîzîkî bixwe avahiyên daneyê ne ku em di firînê de diafirînin. Dema ku ez li girekî dinêrim, ez vê avahiya daneyê diafirînim. Dûv re ez çavê xwe digirim û vê sazûmana daneyê dişikînim ji ber ku ez êdî hewceyê wê nîn im. "

Weke ku xebata Hoffman nîşan dide, me hêj wateya tevahî ya teoriya kuantumê û ya ku ew di derheqê xwezaya rastiyê de dibêje, nehesibandiye. Piraniya jiyana xwe, Planck bixwe dixwest ku teoriya ku wî ji bo afirandina wê fam kir fam bike, û wî her gav bi têgihiştinek objektîf a gerdûnê ku ji me serbixwe hebû, bawer dikir.

Wî carekê nivîsî ku çima ew li dijî şîreta mamosteyê xwe peydakirina fîzîkê hilbijart:

"Cîhana derve tiştek ji mirov serbixwe ye, ew tiştek mutleq e, û lêgerîna qanûnên ku bi vî rengî derbas dibin ji min re wekî ezmûna zanistî ya herî hêja ya jiyanê xuya dikir."

Dibe ku sedsalek din hewce bike ku şoreşek din a fizîkî fêr bibe ka ew rast an çewt e, mîna profesorê wî Philip von Jolly.