Рубрика «квантовая физика»

Квантовая теория является одной из самых точных моделей, описывающих окружающий нас мир, а технические решения, разработанные благодаря применению аппарата квантовой механики, прочно вошли в повседневную жизнь современного общества. И тем удивительнее, что понимание даже базовых концепций этой сферы знаний вступает в серьезные противоречия с интуицией, не только людей далеких от науки, но и самих исследователей, подтверждением чему является большое количество различных интерпретаций. В этой статье, предлагаю рассмотреть основные понятия квантовой теории с показавшейся автору наиболее интуитивно-понятной точки зрения, несколько модифицированной теории вероятностей.

image Что будет, если по аналогии с двущелевым опытом, все пространство на пути частицы до экрана будет заполнено щелями?

Читать полностью »

Перенормировка, возможно, оказалась самым важным прорывом в теоретической физике за последние 50 лет

Как математический «фокус» спас физику частиц - 1
Не нужно анализировать поведение отдельных молекул воды, чтобы понять поведение капель, или анализировать капли, чтобы понять волны. Возможность переключать фокус между разными масштабами – это и есть суть перенормировки

В 1940-х годах физики-первопроходцы наткнулись на новый слой реальности. Место частиц заняли поля – всеобъемлющие и волнующиеся сущности, заполнявшие всё пространство на манер океана. Одна небольшая рябь в таком поле могла обозначать электрон, другая – фотон, а их взаимодействия, судя по всему, могли объяснить все электромагнитные явления.

Была только одна проблема – вся эта теория держалась на надеждах и молитвах. Только при помощи такой техники, как "перенормировка", позволявшей тщательно скрывать бесконечные величины, исследователи могли обойти бессмысленные предсказания этой теории. Схема работала, но даже те, кто разрабатывал эту теорию, подозревали, что она может оказаться карточным домиком, держащимся за счёт извращённого математического трюка.
Читать полностью »

Квантовый нанотермометр: измерение температуры нематоды длиной 1 мм - 1

Одним из основных показателей состояния биологической системы является температура. Если у человека развивается какая-то инфекция, то температура его тела повышается (как правило, но не всегда), что является признаком ответной реакции иммунной системы на угрозу. Другими словами, по температуре можно определить примерное состояние организма. Проблема в том, что человек большой (буквально), а вот, например, нематоды в длину всего лишь около 1 мм. Измерить температуру столь малого организма было крайне сложно, однако ученые из университета Осаки (Япония) разработали методику, позволяющую решить эту проблему. Какие средства были использованы для реализации нанотермометра, что показали практические опыты, и где можно использовать данную разработку? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых. Поехали.Читать полностью »

Бог — это вечная и бесконечная истина, не имеющая ценности и смысла.

Барух Бенедикт Спиноза

Сегодня я хочу рассказать вам о самой смелой и красивой гипотезе в современной теоретической физике. Многие ученые относятся к ней крайне скептически, некоторые называют ее откровенно шизофреническим бредом, а другие находят крайне интересной. Давайте же пустимся в путешествие, которое может навсегда изменить ваше представление о Вселенной.

Все есть бит - 1

В поисках «теории всего»

Начиная с середины 20-ого века самой сложной и перспективной задачей теоретической физики является поиск так называемой «теории всего», которая объединит в себе общую теорию относительности и квантовую механику, тем самым дав точное объяснение всем наблюдаемым физическим явлениям. На роль такой теории претендуют многочисленные теории струн, теория квантовой петлевой гравитации и многие другие. Но мы будем говорить не о них. Мы сделаем шаг еще дальше.
Читать полностью »

Новые эксперименты раскрывают возможности крупномасштабных квантовых устройств

Квантовые эффекты приходят в макромир - 1
Исследователи впервые продемонстрировали квантовую запутанность в механических системах. Концепцию одного из таких экспериментов художник изображает, как световое поле интерферометра, «переносящего» запутанное состояние. Фото предоставлено: Институт нанонауки им. Кавли, Делфтский технологический университет / Мориц Форш.

Запутанность — противоречивая идея состоящая в том, что частицы могут быть связанными независимо от расстояния между ними. Это явление остается одним из самых странных и наименее понятных следствий квантовой механики. Если измерить квантовое свойство одной из пары запутанных частиц, то свойство другой мгновенно изменится.

Такие странные явления обычно возникают на субатомном уровне. Но недавно физики продемонстрировали запутанность и другие квантовые эффекты в крайних формах, наблюдая их в больших системах, включая облака атомов, квантовые барабаны, проводники и кремниевые чипы. Устройство за устройством они переносят квантовый мир на новую территорию — в макроскопический мир.
Читать полностью »

Привет, читатель! Меня зовут Ирина, я веду телеграм-канал об астрофизике и квантовой механике «Quant». Хочу поделиться с вами переводом статьи об ошибках, которые допустил Альберт Эйнштейн в процессе научной деятельности. В чем-то он признал свою неправоту, а с чем-то наотрез отказался соглашаться.

Приятного чтения!

image

Гравюра на дереве из книги Камилля Фламмариона 1888 года «L'Atmosphère: météorologie populaire». Подпись гласит: «Миссионер Средневековья говорит, что он нашел точку, где соприкасаются небо и земля», и продолжает: «Что же тогда есть в этом голубом небе, которое, несомненно, существует и которое закрывает звезды днем?»
Читать полностью »

image

Группа физиков под руководством Джона Петерсона из Университета Ватерлоо Канады построила квантовый двигатель. Его коэффициент полезного действия близок к максимально возможному значению в своем классе.

Работа двигателя основывается на цикле Отто на топливе из ядер углерода с полуцелым спином. Они выделяют энергию за счет ядерного магнитного резонанса. Читать полностью »

Два года назад, листая старую тетрадь с вычислениями, я наткнулся на явную ошибку в одном уравнении. Находясь в совершенном ужасе — это уравнение-то было опубликовано в научном журнале месяцем ранее, — бросил все дела и стал срочно переделывать расчет. И ошибка никуда не делась.

Как я публиковал научную статью в Nature - 1

Как баг превратился в фичу, о научном прогрессе и всех приключениях в попытках опубликоваться в Nature. Спойлер: почти получилось.

Читать полностью »

В НИТУ «МИСиС» заработал первый в России прототип квантового компьютера. Устройство на двух кубитах выполнило квантовый алгоритм Гровера, превысив ранее известный предел точности на 3%. В качестве основы для кубитов были взяты сверхпроводящие материалы.

1


Криостат квантового компьютера, собранного в НИТУ «МИСиС».

Читать полностью »

Три эксперимента подтвердили квантовый дарвинизм — теорию, объясняющую, как квантовые вероятности могут порождать объективную классическую реальность

Квантовый дарвинизм: идея, объясняющая объективную реальность, прошла первые испытания - 1

Неудивительно, что у квантовой физики есть репутация странной и контринтуитивной науки. Мир, в котором мы живём, не кажется нам квантово-механическим. И до XX века все предполагали, что классические законы физики, выведенные Исааком Ньютоном и другими учёными – согласно которым у объектов всегда имеются точно определённые позиции и свойства – работают на всех масштабах. Но Макс Планк, Альберт Эйнштейн, Нильс Бор, и другие их современники обнаружили, что в самом «низу», среди атомов и субатомных частиц эта конкретика исчезает, превращаясь в кашу из возможностей. Атому, к примеру, обычно нельзя приписать определённое местоположение – мы можем лишь рассчитать вероятность найти его в том или ином месте. Возникает неприятный вопрос: и как же квантовые вероятности объединяются в чёткую картину классического мира?
Читать полностью »


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js