Рубрика «квантовая физика» - 10

в 9:41, , рубрики: бозон хиггса, большой адронный коллайдер, квант, квантовая физика, масса, Научно-популярное, поле, поле хиггса, физика, хиггс, частица, частица хиггса

Что такое частица Хиггса?

Знаете ли вы, что такое частица? Поле? Если нет, давайте разбираться.

Поле – это нечто,

1. что присутствует повсеместно в пространстве и времени,
2. способно принимать нулевое или ненулевое значение,
3. что способно порождать в себе волны.
4. А если это квантовое поле, тогда эти волны состоят из частиц.

К примеру: электрическое поле – это часть природы, и его можно найти повсюду. В любой заданной точке пространства в любой момент времени его можно измерить. Если в каком-то районе пространства в среднем оно ненулевое, оно может оказывать физическое влияние – поднимать ваши волосы или приводить к появлению искр. Электрическое поле может порождать волны, в которых величина поля периодически становится больше и меньше – к примеру, такой волной является видимый свет, рентгеновские лучи, радиоволны, и всё остальное, что мы в целом зовём «электромагнитными волнами».

Так что такое частица?

Интенсивность волн квантового поля не может быть любой. Они не могут быть произвольно «слабыми» или «тихими». Волна наименьшей интенсивности, которую способно распространять поле, называется «квантом» или «частицей». Часто они ведут себя примерно так, как вы интуитивно представляете себе частицы – двигаются по прямым линиям и отскакивают от разных вещей, поэтому мы и назвали их частицами.
Читать полностью »

в 12:42, , рубрики: квантовая запутанность, квантовая механика, квантовая физика, Научно-популярное, физика, шахматы

Intro

Этот пост написан под впечатлением от вот этого отличного поста с Хабра, в котором автор наглядно, при помощи двумерных моделек, которые рисует его программа, объясняет как работает Специальная Теория Относительности.

Я работаю в IT, а по образованию – физик-теоретик. Уже долгое время увлекаюсь популяризацией науки, и теоретической физики в частности. Постараюсь аналогично вышеупомянутому посту о специальной теории относительности объяснить на специально подготовленном примере как работает квантовая механика.

Модель, которую я рассматриваю – отнюдь не нова. Более полугода назад Chris Cantwell разместил на YouTube анонс новой настольной игры: квантовых шахмат (многим, возможно, известно об этом из вот этого вирусного ролика).

Недавно игра вышла в Steam, она стоит 249 руб. Есть ещё другая реализация – бесплатное приложение для iOS (не знаю, есть ли оно в Google Play). Однако в процессе игр с друзьями я экспериментально выяснил, что она неправильная с точки зрения квантовой механики. Такую реализацию скорее можно назвать статистическими шахматами, а не квантовыми.

Поэтому я решил написать свою реализацию, с запутанностью и суперпозициями. В своей реализации я постарался исправить те недостатки, которые на мой взгляд присутствуют в версии на Steam (например, у меня пешки тоже могут ходить квантовыми ходами, как и все остальные фигуры). Про приложение для iOS и так всё понятно: любая реализация квантовых шахмат должна быть по-настоящему квантовой, т.е. не только быть вероятностной, но поддерживать такие эффекты квантовой механики как интерференция, запутанность, etc.

Читать полностью »

в 16:25, , рубрики: астрономия, излучение хокинга, испарение чёрных дыр, исчезновение информации, квантовая физика, Научно-популярное, теоретическая физика, файервол, физика, чёрные дыры, метки:

В этой статье даётся быстрое введение в парадокс исчезновения информации в чёрной дыре. Для краткости некоторые детали опущены. Кроме того, следует учесть, что текущее понимание проблемы настолько запутанно, что самую последнюю часть статьи нельзя рассматривать, как надёжную или стабильную.

image
Рис. 1

Две конфликтующих теории

Считается, что математика квантовой теории, иногда называемой «квантовой механикой», управляет всеми физическими процессами в природе. Её можно использовать не для предсказания конкретных событий, а только для получения вероятности того, что что-либо произойдёт. Но вероятности имеют смысл только, если вы сложите все вероятности всех различных возможных исходов и получите сумму равной единице. Квантовая теория, в которой это не так, смысла не имеет. Одно из следствий этого – в квантовой теории информация никогда по-настоящему не теряется и не копируется; в принципе всегда можно определить, с чего начинала система (её начальное состояние), обладая полной информацией о том, чем она закончила (конечное состояние). На рис. 1 изображено столкновение двух частиц и разбегание с места столкновения нескольких частиц, несущих, в зашифрованном виде, информацию о природе и свойствах двух изначальных частиц.
Читать полностью »

в 16:14, , рубрики: голографический дуализм, квантовая физика, купраты, Научно-популярное, физика, чёрные дыры, метки: ,

image
Странные свойства сверхпроводящих купратов не описываются известными методами квантовой механики, но могут быть связаны со свойствами чёрных дыр из высших измерений

В соответствии с современной квантовой теорией вселенную пронизывают энергетические поля, а энергетическое волнение на этих полях, называемое «частицами», если оно больше похоже на точку, или «волнами», если оно более размазано, служит строительными кирпичиками материи и действующих сил. Новые открытия заставляют предполагать, что этот взгляд на волны/частицы лишь поверхностно описывает компоненты вселенной.

Если представлять каждое энергетическое поле, заполняющее пространство, как поверхность пруда, а волны и частицы – как возмущения этой поверхности, то новые доказательства говорят о существовании под поверхностью скрытого живого мира.
Читать полностью »

в 22:11, , рубрики: Вселенная, квантовая физика, множественность миров, мультивселенная, Научно-популярное, физика, чёрные дыры

Отвечая на вопросы о параллельных мирах, физикам необходимо аккуратно различать интерпретации этой идеи. В инфляционной космологии есть идея «мультивселенной», в квантовой механике – «множественность миров» или «ветви волновой функции», в теории струн – «параллельные браны». Но в последнее время люди всё чаще задумываются о том, не могут ли первые две идеи исходить из одной основной. (Браны, с моей точки зрения, всё-таки совершенно отдельное понятие).

На первый взгляд, это безумие – или, по крайней мере, мне так сначала показалось. Когда космологи рассуждают о мультивселенной, они используют отчасти поэтический термин. На самом деле имеются в виду разные регионы пространства-времени, находящиеся так далеко, что мы не можем их наблюдать, но всё же принадлежащие тому, что мы хотели бы называть «вселенной». В инфляционной космологии эти отдалённые регионы могут быть относительно самодостаточными – как называет их Алан Гут, «карманными вселенными». Если скомбинировать это с теорией струн, то появляющиеся локальные законы физики у разных карманных вселенных могут быть очень разными. У них могут появиться разные частицы, разные силы и даже другое число измерений. Поэтому их вполне разумно считать отдельными вселенными, даже если все они – часть одного и того же пространства-времени.
Читать полностью »

в 11:18, , рубрики: Вселенная, квантовая физика, Космология, мультивселенная, Научно-популярное, теория множественных миров, физика

Если концепция мультивселенной кажется странной, так это потому, что нам нужно поменять наши представления о времени и пространстве

image

Название изображения, «Гравюра Фламмариона», может быть неизвестным для вас, но вы, скорее всего, много раз его видели. На нём изображён пилигрим в плаще и с посохом. За ним – ландшафт из городов и деревьев. Его окружает кристальная оболочка, испещрённая бесчисленными звёздами. Он достиг края мира, проник на другую его сторону и поражённо взирает на новый мир света, радуг и огня.

Впервые изображение было опубликовано в книге 1888 года французского астронома XIX века Камиля Фламмариона «Атмосфера: Популярная Метеорология». Изначально она была чёрно-белой, хотя сейчас можно встретить и раскрашенные версии. Он отмечает, что небеса действительно выглядят, как купол, на котором закреплены небесные тела, но впечатления обманчивы. «Наши предки, – пишет Фламмарион, – представляли себе, что этот голубой свод и есть такой, каким его видят их глаза. Но, как писал Вольтер, это так же осмысленно, как шелкопряд, прядущий свою сеть до пределов вселенной».
Читать полностью »

в 20:08, , рубрики: квантовая физика, Научно-популярное, огонь, физика

image

Недавно я разжигал на пляже огонь и понял, что я ничего не знаю про огонь и про то, как он работает. К примеру – что определяет его цвет? Поэтому я изучил этот вопрос, и вот, что я узнал.

Огонь

Огонь – устойчивая цепная реакция, включающая горение, которое представляет собой экзотермическую реакцию, в которой окислитель, обычно кислород, окисляет горючее, обычно углеводород, в результате чего возникают продукты сгорания, такие, как диоксид углерода, вода, тепло и свет. Типичный пример – горение метана:

CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O

Тепло, возникающее при горении, может использоваться для питания самого горения, и в случае, когда этого достаточно и дополнительной энергии для поддержания горения не требуется, возникает огонь. Чтобы остановить огонь, можно удалить горючее (отключить горелку на плите), окислитель (накрыть огонь специальным материалом), тепло (сбрызнуть огонь водой) или саму реакцию.

Горение, в некотором смысле, противоположно фотосинтезу, эндотермической реакции, принимающей свет, воду и диоксид углерода, и выдающей углеводороды.
Читать полностью »

в 12:05, , рубрики: квантовая физика, квантовые эффекты, математика, матрицы, Научно-популярное, универсальность, физика

image
В городе Куэрнавака в Мексике «шпионская» сеть повышает эффективность автобусного парка. В результате расписание отбытия автобусов везде соответствует шаблону «универсальности»

В 1999 году, сидя на автобусной остановке в городе Куэрнавака в Мексике, чешский физик Петр Шеба [Petr Šeba] заметил людей, дававших водителю автобуса кусочки бумаги в обмен на деньги. Он обнаружил, что это было не проявление организованной преступности, но другая «теневая» торговля: каждый водитель платил «шпиону», отмечавшему, когда предыдущий автобус отошёл от остановки. Если он отошёл недавно, то водитель этого автобуса замедлялся, чтобы на следующей остановке успели собраться пассажиры. Если тот автобус отошёл уже давно, водитель ускорялся, чтобы его не обогнали другие автобусы. Такая система максимизировала прибыль водителей. Что и дало Шебе идею.

«Мы подумали, что наблюдаем ситуацию, чем-то напоминающую хаотические квантовые системы», пояснил соавтор Шебы, Милан Крбалек [Milan Krbálek].
Читать полностью »

в 10:59, , рубрики: emdrive, квантовая физика, космические путешествия, космонавтика, транспорт будущего, физика

НАСА опубликовало официальную финальную версию своего доклада об испытаниях «невозможного» двигателя EmDrive - 1
EmDrive будоражит умы ученых и энтузиастов космических путешествий вот уже 15 лет

НАСА уже довольно долгое время изучает так называемый «невозможный» двигатель. Споры ученых и энтузиастов космического дела не прекращаются вот уже 15 лет, с момента предоставления двигателя его создателем. И спорить действительно есть о чем — ведь EmDrive создает тягу в замкнутом контуре без всякого выхлопа. На первый взгляд, двигатель нарушает закон сохранения импульса. На второй — тоже нарушает. Но вот результаты десятков (а возможно, уже и сотен) испытаний однозначно говорят о том, что двигатель таки работает.

Агентство НАСА решило взять изучение EmDrive в свои руки. После ряда испытаний, включая вакуум, оказалось, что двигатель действительно работает, и о тепловой конвекции здесь и речи быть не может. Не так давно отчет НАСА попал в открытый доступ, но это все же была не официальная публикация, а нечто вроде утечки. Сейчас заключение специалистов агентства опубликовано по всем правилам на сайте издания Journal of Propulsion and Power.
Читать полностью »

в 11:09, , рубрики: гравитационные волны, квантовая физика, конденсат, Научно-популярное, нобелевская премия, топология, физика

«Топология – это судьба», — сказал он, и натянул панталоны. Сначала на одну ногу, потом на другую.
— Нил Стивенсон

В начале октября в Стогкольме, Швеция, были объявлены Нобелевские лауреаты по физике. Премию за вклад в развитие этой науки получили сразу трое британских ученых: Дэвид Таулесс (David Thouless), Дункан Халдейн (Duncan Haldane) и Майкл Костерлиц (Michael Kosterlitz) за «теоретические открытия топологических фазовых переходов и топологических фаз материи». Физики расстроились, так как все считали, что приз достанется различным членам коллаборации LIGO, объявившим в этом году о впервые обнаруженных гравитационных волнах, источником которых стало слияние чёрных дыр. В этом году нобелевский комитет встал на практичную сторону, и наградил учёных, разработавших метод создания контролируемых «дыр» или дефектов в квантовых механических состояниях вещества, известных как конденсаты.

Их исследование привело к прорыву в материаловедении и физике конденсированных сред, и обещает революцию в электронике. Вот уже 24-й год подряд награда присуждается группе людей, и 53-й год подряд награду получают исключительно мужчины.
Читать полностью »

1...91011...14
Главная   |  Архив новостей  |   Android  |   Google  |   Apple  |   Microsoft  |   Информационная безопасность  |   Веб – разработка
Публикации RSS  |  Комментарии RSS
https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js