13 ноември 2019
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Говорят медиците
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Двойният процеп може би крие теорията на всичко (видео)

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 10 ноември 2016 в 13:00251691
Снимка: Russell Kightley/SPL

Класическият експеримент с двойния процеп разкрива странната двойнственост на квантовия свят, но може би всъщност той е още по-странен, отколкото предполагахме и може да постави под въпрос едно от основните допускания в квантовата механика.

"Връщането към експеримента може да спомогне за обединяването на квантовата механика с другия стълб на теоретичната физика - Общата теория на относителността на Айнщайн - предизвикателство, което е доказало своята трудност с годините.", пише New Scientist.

Тази идея бе предложена от Джеймс Куач (James Quach) от Барселонския институт за наука и технологии в Испания. Той публикува изследването си в arXiv.org.

Експериментът включва насочване на фотони - светлинни частици - към два отделни процепа, които са разположени пред екран. Според класическата представа за светлината фотоните трябва да минат или през единия процеп, или през другия като оформят съответно две линии на екрана. Но вместо това светлината се разпределя на редуващи светли (съдържащи фотони) и тъмни (без фотони) участъци.

Подобна интерференчна картина се наблюдава дори ако се изстреля един фотон, което предполага, че светлината не се движи в права линия, а показва поведение както на вълна, така и на частица. Според американския физик Ричард Файнман този експеримент разкрива централната загадка на квантовия свят.

Ако светлината е частица.

Ако светлината е вълна.

В квантовата механика много предположения се представят във вероятности. През 1926 г. германският физик Макс Борн предполага, че вероятността за намиране на квантов обект на определено място в определен момент е равна на квадрата на нейната вълнова функция. Пряко следствие от това правило е интерференчната картина, както се вижда при експеримента с двойния дифракционен процеп. Правилото на Борн е един от основните закони в квантовата механика и то се използва за да се изчисли вероятността фотонът да пристигне в дадена позициия на екрана предполага, че интерференцията се получава от срещата на няколко вероятности.

Илюстрация: Естественнонаучная школа ТПУ

"Няма фундаментална причина, която да обосновава Правилото на Борн. Изглежда, че работи при всички изпробвани ситуации, но никой не знае защо. Някои се опитват да го изведат от интерпретация на квантовата механика за мултивселената, която предполага, че всички възможни състояния на дадена квантова система може да съществуват в различни, паралелни вселени - но подобни опити са били безрезултатни." - пише New Scientist.

Илюстрацията от fr.wikipedia показва промяната на вълновата функция на електрона при преминаването му през двата процепа. Степента на сивото представя плътността на вероятността на присъствието на електрона. Действителният размер на електрона всъщност много по-малък от областта на вероятността от присъствието му. Вижда се ясно, че електронът “интерферира със себе си”: интерференчните ленти са ясно забележими при преминаването през двата процепа както след преградата, така и преди нея.

Тъй като Правилото на Борн не може да се обясни с което и да е текущо разбиране на квантовата физика, то може да бъде ключът към обяснението на някои от основните пропуски в действащите закони на квантовата механика и защо никой физик не е успял безпроблемно да я съгласува с Общата теория на относителността на Айнщайн, за да се създаде така желаната обединяваща "теория на всичко", отбелязва Science Alert.

"Ако правилото на Борн бъде нарушено, тогава една от фундаменталните аксиоми на квантовата механика ще бъде нарушена и това ще ни насочи към откриването на нови теории на квантовата гравитация", коментира Джеймс Куач.

Куач сега предлага нов начин да се тества Правилото на Борн. Той тръгва от друга идея на Файнман - за да се изчисли вероятността дадена частица да удари определено място на екрана, трябва да се отчетат всички възможни пътища, по които частицата би могла да поеме от източника към екрана - дори онези, които изглеждат абсурдни. "Това включва пътища, които се простират от тук до Луната и обратно.", обяснява Куач.

Това ни дава три възможни пътя за частицата вместо очевидните два: първата траектория преминава през процеп A; втората - през процеп B. Но частицата може да мине и по трети път - странен зигзаг, при който частиците летят от левия процеп към десния, а след това се устремяват към екрана.

Ако този трети път взаимодейства с другите два преки пътя, резултатът от опита ще бъде различен от това, което предполага Правилото на Борн. То позволява да се изчислят вероятностите като се отчете интерференцията между двата пътя, но не едновременно между всичките три траектории.

Куач показва, че ако се отчете интерференцията между трите варианта, вероятностите ще бъдат различни от предсказаните от правилото.

"Включването на тези некласически [пътища] предвижда корекции от по-висок порядък на интерференчната картина", заключава той.

Залозите са високи. Установяването на нарушения в Правилото на Борн може да отвори вратата към по-фундаментално разбиране на природата на реалността.


Препоръчани материали
vmv
Рейтинг : 1360
10.11 2016 в 17:18 1
+ 8
- 4
"...никой физик не е успял безпроблемно да я съгласува..." Не успяват, щото "изхвърлиха" с гласуване условно неподвижната среда-етер, върху който се Образуват обектите (от свойствата на самия етер,вкл. и ние!, нашите частици се образуват непрестанно с огромна честота на образуване)(затворените "струни" са частично решение, но не се признава струнната хипотеза- не била с възможност за експериментална проверка. Знае се, че за повечето хипотези- напр.хипотезата за ГВ- е същото, ама е възприета) Това, което се предлага е безсмислено. Достатъчно е да се досетят, че процепите са в Материал- има частици и фотони за връзка, непрестанно образуващи се -полетата на електроните интерферират с полетата на материала- Хюйгенс и дифракция, и процепите стават източник на вълни, които показват-указват на електроните, къде да се образуват с мин. енергия на образуване. Файнман е прав, че частиците "пробват" всички посоки, но истината е, че заради непрестанното образуване на частиците е ВЪЗМОЖНО това.
 
Още от : Физика
10 ноември 2019 в 10:200
10 ноември 2019 в 10:20
10 ноември 2019 в 10:200
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.