Nevetséges hogy ezért Nobel díja t adtak. A J-fet Mos-fetnél egyetlen elektron megy át a kapun, de, a foton mindkét kapun át lép. egyszerre halad át mindkét réssen,
interferenciamintázatot hozva létre. . Egy részecske nem lehet egyszerre két helyen, vagy mégis, ebbe beke kehet őrülni. Ha rögziteni mérni szeretnéd a jelenséget a mintázat eltünik, ez az igazi paradoxon. Lehet hogy az idő vagy a sebesség csap be bennünket, vagy maga az univerzum. Mint Schrödinger macskája, tiszta téboly, ez már Doppelgenger szindróma. A kvantummechanika talán az egyik legmisztikusabb és leginkább megfoghatatlan tudományos terület, ami sokak számára összekapcsolódik a sci-fi világával. De vajon mi is valójában a kvantummechanika, és hogyan érinti ez a tudományág a mindennapjainkat? Ez az útmutató arra törekszik, hogy leegyszerűsített magyarázatokkal és mindennapi példákkal közelebb hozza az általános és középiskolás diákokhoz ezt a bonyolult témát. A valóság nem létezik csak az érzékelők leképezéseinak több variánsa, amit az agy leképez. A valóság csak illúzió. A szuperpozíció a létezés standard magyarázatát teszi ambivalenssé. Minden szinapszis több irányú. Mintha azt mondanám egyszerre élsz és halsz. Ez az emberi agy paradoxona. Ha az univerzum maga a tudat, akkor mi nem vagyunk létező entitás, csak adatstruktúra, vagy emulálás? A létezésre nem tudunk választ adni, csak őrületbe kergetjük a tudatunkat. A felismerés sohasem fog manifesztálódni, mert az agy nem képes átlépni saját korlátait. Erre jó példa az EPR-paradoxon, amikor két kvantumrészecske egymásba fonódik (összefonódás); ha az egyik tulajdonságait megmérjük, a másik állapota azonnal megváltozik, még akkor is, ha fényévekre vannak egymástól. A Schrödinger-egyenlet a kvantummechanika alapegyenlete, amely leírja, hogyan változnak az atomi és szubatomi részecskék (például elektronok) fizikai állapotai az időben. A kettős rés kísérlet kulcsfontosságú szerepet játszik a kvantummechanika megértésében, különösen a fény és az anyag hullám-részecske dualitásának demonstrálásában. Thomas Young 1801-es kísérlete volt az első, amely világosan bemutatta a fény interferenciáját. Amikor a fény két szűk résen haladt át, hullámokra jellemző interferenciamintát hozott létre a mögöttük lévő képernyőn. Ez alátámasztotta a fény hullámtulajdonságait.
A 20. században a kísérletet egyetlen fotonokkal is elvégezték, ami még meglepőbb eredményekhez vezetett. Az egyik legfontosabb ilyen kísérletet Geoffrey Ingram Taylor végezte el 1909-ben. Bár az eredményeket csak később, nagyobb érzékenységű detektorokkal tudták pontosan kimutatni. Taylor kísérlete azt mutatta, hogy még egyetlen foton esetén is, a fény továbbra is interferenciamintát hoz létre. Ez arra utal, hogy a fotonok egyszerre haladnak át mindkét résen. A kettős rés kísérletben akár egyetlen részecske is képes interferenciát létrehozni Egy kvantumrendszerben egy részecske több állapotban is létezhet egyszerre, amíg meg nem figyeljük. Ezt a jelenséget legjobban a Schrödinger macskájával magyarázhatjuk, ahol egy macska egy dobozban egyszerre élő és halott, amíg meg nem nézzük. Az érzékelésig mindkét hipotézis érvényben marad. Ez lenne a kvantum összefonódás? Két vagy több részecske olyan állapotban lehet, ahol azok tulajdonságai egymáshoz kapcsolódnak, függetlenül attól, hogy milyen távol vannak egymástól. Ez azt jelenti, hogy egy részecske állapotának megváltoztatása azonnal befolyásolja a többi összefonódott részecskét, még ha azok fényévekre vannak is egymástól. Itt van a határozatlansági elv, amit Werner Heisenberg által megfogalmazott elv, amely szerint nem lehet egyszerre pontosan meghatározni egy részecske helyzetét és impulzusát (sebességét és irányát). Ez azt jelenti, hogy minél pontosabban ismerjük egy részecske egyik tulajdonságát, annál kevésbé leszünk képesek a másikat pontosan meghatározni. A kvantummechanika mindennapi életünkben fontos szerepet tölt be. Bár a kvantummechanika rendkívül bonyolultnak tűnhet, hatásaival nap mint nap találkozunk. A kvantummechanikai elveken alapuló technológiák, mint a tranzisztorok, lézerek és MRI gépek, forradalmasították az elektronikai eszközöket, az orvostudományt és számos más területet. Az alagúthatás (illetve alagúteffektus) kvantummechanikai jelenség. Az alagúthatás során a részecskék képesek áthatolni olyan potenciálgátakon, melyeken a klasszikus fizika törvényei szerint nem lenne erre lehetőségük. Az alagúthatás azon jelenségek egyike, mely csak a kvantummechanika figyelembevételével magyarázható, így az elmélet kísérleti igazolásául is szolgál. Az alagúthatás számos megfigyelhető jelenség alapjául szolgál. Például lehetővé teszi, hogy összeérintett fémek között áram jöjjön létre (például elektronikai eszközökben), ugyanis ezt például a fémek felületén kialakuló oxidréteg akadályozná. Az alagúthatás nélkül egyes magreakciók nem jönnének létre, így például a csillagok belsejében zajló magfúzió is azért következhet be, mert a magok alagúteffektussal jutnak át egymás taszító Coulomb-blokádján. Továbbá a jelenség számos elektronikai eszközben játszik szerepet, ez alapján működik az alagútdióda és a pásztázó alagútmikroszkóp is. A kvantum valóság a megfigyelő létezésétől függ. az érzékelés önkonzisztens. A kvantumállapot összeomlik ha egy érzékelő megfigyeli.
A fény egyetlen fotonya közelít egy fény akadályba vágott két keskeny réss felé. Valahogyan minden egyes foton egyszerre halad át mindkét réssen, interferenciamintázatot hozva létre a mögötte lévő ernyőn, ami az önmagukkal ütköző hullámok jellegzetessége. Ez ellenhondologikának. Egy részecske nem lehet egyszerre két helyen. Mégis ott áll a bizonyíték, fénnyel festve az érzékelő ernyőjén. Világos és sötét sávok. Amelyek csak akkor jelennek meg, ha a hullámok találkoznak, és vagy erősítik, vagy kioltják egymást. Egyetlen foton úgy viselkedik, mintha minden lehetséges úton alatt bejárt volna, mindkét nyiláson keresztül. De itt jön az igazán zavarba ejtő rész. Abban a pillanatban, abban a pontos szempillantásban, amikor egy tudós elhelyez egy érzékelőt az egyik résznél, hogy tetten éri a fotont, minden megváltozik. Az interferencia mintázat eltűnik. A foton hirtelen újra normális részecskeként viselkedik, és csak az egyik részen halad át. Olyan, mintha a foton tudná, hogy figyelik, és úgy döntene, abbahagyja a kvantum tűköket. A fény egyszerre részecske és hullám. Lehet hogy a tudatunk hozza meg a döntést és az alapjáb változtatja a szenzor érzékenységét? Amikor nézek valamit, a fotonok éppen eldöntik, hogy hullámként vagy részecseként viselkedjenek, attól függően hogyan épülnek fel a szemed receptorai. A vörös szín azért létezik, mert a fény úgy döntött, hogy diszkrét energiacsomagokként lép kölcsönhatásba, amelyek illeszkednek a látórendszered észlelési módszeréhez. A lézerek, a fénykibocsátódiódák és a napelemek mind a fény, hullám, részecske természetének szabályozásától függenek. Modern világunkat egy olyan jelenségre építettük, amelyet nem értünk, hasznosítva egy kvantum rejtét, amely megkérdőjelezi az objektív valóság fogalmát. Ám a fényidentitás válsága még nyugtalanítobbá válik, amikor felfedezzük, hogy a részecskék döntéseket hozhatnak a múltbeli viselkedésükről olyan mérések alapján, amelyek még meg sem történtek. Mélyen egy fizikai laboratóriumban egy foton olyan utazásra indul, amely megkérdőjelez mindent, amit az okról és okozatról értünk. Az elrendezés elég ártatlannak tűnik. A tudósok egyetlen fotont két összefonódott részecskére hasítanak, kvantum ikrekre, amelyek távolságtól függetlenül rejtélyes módon kapcsolatban maradnak. Az egyik iker egy ernyő felé tart, amely rögzíti, hogy hullámként vagy részecskeként viselkedette. A másik iker egy távoli érzékelőhöz utazik, ahol a kutatók választhatnak, hogy megőrzik vagy megsemmisítik a foton útvonalára vonatkozó információt. Itt kezd maga az idő összeomlani, na meg én is. Az első foton becsapódik az ernyőbe és létrehozza a nyomát, még mielőtt a tudósok bármilyen döntést hoznának az iker párjáról. A józanész szerint a mintázatnak rögzítettnek kellene lennie, maradandó tintával írva az érzékelőre. A foton vagy interferált önmagával, mint egy hullám, vagy megérkezett, mint egy részecske, úgy lezárva. De a kvantummechanika más szabályos szerint működik, órákkal, napokkal vagy akár évekkel később, amikor a kutatók végül megvizsgálják a távoli ikret, választásuk visszamenőlegesen határozza meg, mit tett az első foton. Ha megőrzik az útonan információt, az eredeti foton felfedi, hogy mindvégig részecskeként viselkedett. Ha törlik ezt az információt, a foton interferencia mintázata materializálódik, ami bizonyíték arra, hogy hullámként viselkedett. Szerintem itt vesztetted el végérvényesen és örökre a fonalat. LÁttunk már olyan régi fényképeket, amikern olyan dolgok lettek megörökítce amik ott se voltak abban a pillanatban. A kísérlet legnyugtalanítóbb változata csillagászati távolságokat foglal magában. Képzelj el egy távoli kvazárból származó fotont, amely évmilliárdokat utazik az űrben, mielőtt eléri a Földet. A tudósok ketté hasíthatják ezt az ősi fényt, és késleltethetik a mérési döntést egészen addig, amíg a fotont már régen észlelték. Az észlelés és a feldolgozás között jelentős idő telik el, vagyis a múlba néztünk. Az információ kvatunszinten ugyanolyan könnyen áramlik visszafelé az időben, mint előre. A következmények megrázzák az elmét. Ha a kvantum döntések képesek átnyúlni éveken vagy évszázadokon, mi akadályozza meg őket abban, hogy évezredeken nyúljanak át? Lehetséges, hogy a mai méréseink határozzák meg olyan részecskék kvantumviselkedését, amelyek a Föld kialakulása előtt léteztek. Vajon akaratlanul visszanyúlunk, hogy befolyásoljuk azokat a kvantum folyamatokat, amelyek a korai univerzumot formálták? Ha az idő vektor és egyirányba tart akkor az egész egy nagy baromság. De bennem van a kétely és a rettegés, mert rájövünk, hogy minden kvantummérés egy késletetett választás lehet, amely átnyúlik a téridőszövetén. A foton megközelíti az út kereszteződést, és valahogyan el kell döntenie, hogy az egyik úton haladjon részecseként, vagy mindkét utat felfedezze hullámként. De itt a csavar, amit ad a valóság megremeg. A tudósok nem konfigurálják az észlelőberendezésüket addig, amíg a foton már el nem kötelezte magát az apparátuson keresztedi útjára.
Konfiguráld az érzékedőt részecsekeresésére, és a foton visszamenőlegesen részecskévé válik, amely csak egyetlen utat választott. Állítsd be az érzékedőt hullámviselkedésre, és bizonyíték merül fel arra, hogy a foton egyszerre fedezte fel mindkét útvonalat. Szerintem az agyunkba van a bibi. Úgy formáljuk döntésünket hogy az önigazolás legyen, csak azt vesszük észre ami minket igazol. Kinyitod a szemed, belép a fény, és az agyad feldolgozza az információt a körülötted lévő világról. De a kantumfizika feltárva valami sokkal zavaróbbat. Mikroszkopikus szinten maga nézés ténye hozza létre a valóságot. Vegyünk egy elektront, amely egy atommag körül kering. A mérés előtt ennek az elektronnak nincs határozott pozíciója vagy sebessége. Valószínűsége kísértetés felhülyeként létezik, amely egyszerre foglal el több helyet és állapotot. A matematika ezt tökéletesen leírja. Egy hullámfüggvény, amely kódolja minden lehetséges tulajdonságot, amelyel az elektron rendelkezhet. De abban a pillanatban, amikor megpróbálod észlelni, hol van valójában az elektron, valami katasztrofális történik. Az egész valószínűségi felhő egyetlen pontá omlik össze. Mindazok a lehetséges pozíciók és sebességek azonnal eltűnnek, csupán egyetlen határozott kimenetelt hagyva hátra. Az elektron hirtelen valósává állik a klasszikus értelemben. Bekövetkezik az agy számára a felismerés. A határ a kvantum és a klasszikus között teljesen önkényes marad. Senki sem tudja megmagyarázni, miért követik az atomok a kvantum szabályokat, míg az emberek a klasszikusokat. Egy bizonyos méret alatt az ember által megalkotott szabályok nem érvényesek, megjelenik egy új fogalom a valószínűség. A mikrovilág legfontosabb alapelvei:Szuperpozíció: A részecskék egyszerre több lehetséges állapotban is létezhetnek, és csak a megfigyelés pillanatában "ugranak be" egy konkrét állapotba.Határozatlansági reláció: Heisenberg elve szerint egy részecske helye és impulzusa (sebessége) nem mérhető meg egyszerre pontosan.Kvantum-összefonódás: Két részecske között olyan kapcsolat jöhet létre, hogy az egyik állapotának megváltozása azonnal hatással van a másikra, függetlenül a távolságtól.Alagúthatás: A részecskék képesek áthatolni olyan potenciálgátakon, amelyeket a klasszikus mechanika szerint nem tudnának leküzdeni. A Nagy Hadronütköztetőben (LHC) vizsgált szubatomi részecskék viselkedését, tanulmányozzák évtizedek óta, és csak kvantumparadoxonokat hoznak létre, amelyek miatt brilliáns elmék kérdőjelezik meg, hogy a valóság maga nem csupán illúzió, lehet hogy szimuláció az univerzum?
Nincsenek megjegyzések:
Megjegyzés küldése