A Fizikusok A "teljes ürességet" Vizsgálták és Bebizonyították, Hogy Van Benne Valami - Alternatív Nézet

A Fizikusok A "teljes ürességet" Vizsgálták és Bebizonyították, Hogy Van Benne Valami - Alternatív Nézet
A Fizikusok A "teljes ürességet" Vizsgálták és Bebizonyították, Hogy Van Benne Valami - Alternatív Nézet

Videó: A Fizikusok A "teljes ürességet" Vizsgálták és Bebizonyították, Hogy Van Benne Valami - Alternatív Nézet

Videó: A Fizikusok A "teljes ürességet" Vizsgálták és Bebizonyították, Hogy Van Benne Valami - Alternatív Nézet
Videó: Dürrenmatt - A fizikusok Második felvonás 5. szín / hangoskönyv 2024, Március
Anonim

A kvantummechanika szerint a vákuum nem csak üres hely. Valójában tele van kvantumos energiával és részecskékkel, apró részecskék állandóan megjelennek és eltűnnek, csakúgy, mint egy olyan jel formájában, amelyet kvantumingadozásnak hívunk. Ezek az ingadozások évtizedek óta csak a kvantumelméleteinkben léteztek, míg 2015-ben a kutatók bejelentették, hogy közvetlenül észlelték és meghatározták őket. És most ugyanaz a tudóscsoport azt állítja, hogy sokkal tovább haladtak a kutatásukban - képesek voltak manipulálni a vákuumot, és meghatározták ezen titokzatos jelek változásait az ürességből.

Itt lépünk a magas szintű fizika területére, de ennél is fontosabb, hogy ha megerősítik a ma tárgyalt kísérlet eredményeit, akkor valószínűleg ez azt jelenti, hogy a tudósok új módszert fedeztek fel a kvantum valóság megfigyelésére, kölcsönhatására és gyakorlati tesztelésére anélkül, hogy beleavatkoznának a neki. Ez utóbbi különösen fontos, mivel a kvantummechanika egyik legnagyobb problémája - és ennek megértése - az, hogy minden alkalommal, amikor megkíséreljük mérni vagy akár egyszerűen megfigyelni egy kvantumrendszert, ezt a hatást megsemmisítjük. Mint el tudod képzelni, ez nem igazán illeti azt a vágyunkat, hogy kiderítsük, mi történik ezen a kvantum világon.

És ettől a pillanattól kezdve ment fel a kvantum-vákuum. Mielőtt továbbmennénk, emlékezzünk röviden arra, mi a vákuum a klasszikus fizika szempontjából. Itt egy olyan tér, amelyben nincs semmilyen anyag, és amely a legalacsonyabb értékekkel rendelkezik. Itt nincsenek részecskék, ami azt jelenti, hogy semmi sem zavarhatja vagy torzíthatja a tiszta fizikát.

A kvantummechanika egyik legalapvetőbb elvének - a Heisenbergi bizonytalanság elvének - egyik következtetése korlátozza a kvantumrészecskék megfigyelésének pontosságát. Ezen elv szerint a vákuum sem üres hely. Tele van energiával, valamint részecskeellenes részecskékkel, amelyek véletlenszerűen jelennek meg és tűnnek el. Ezek a részecskék inkább "virtuális", nem pedig fizikailag lényegesek, ezért nem észlelhetők. De annak ellenére, hogy láthatatlanok maradnak, mint a kvantum világ legtöbb objektumának, a valós világot is érintik.

Ezek a kvantumingadozások véletlenszerűen ingadozó elektromos mezőket hoznak létre, amelyek képesek elektronokra hatni. És ennek a hatásnak köszönhetően a tudósok először közvetetten bizonyították létezésüket az 1940-es években.

A következő évtizedekben ez maradt az egyetlen dolog, amit tudtunk ezekről a ingadozásokról. 2015-ben azonban a németországi Konstanzi Egyetem Alfred Leitenstorfer vezetésével működő fizikusok egy csoportja kijelentette, hogy képesek közvetlenül meghatározni ezeket az ingadozásokat, megfigyelve azok hatását egy fényhullámra. A tudósok munkájának eredményeit a Science folyóiratban tették közzé.

Munkáikban a tudósok rövid hullámú lézerimpulzusokat alkalmaztak, csak néhány femtosekundum alatt, amelyeket vákuumba küldtek. A kutatók finoman megváltoztak a fény polarizációjában. A kutatók szerint ezeket a változásokat közvetlenül a kvantumingadozások okozták. A megfigyelések eredménye bizonyosan többször is ellentmondást vált ki, de a tudósok úgy döntöttek, hogy a vákuum "összenyomásával" új szintre hozzák a kísérletet. De ezúttal is a kvantumingadozás furcsa változásait figyelték meg. Kiderült, hogy ez a kísérlet nemcsak ezeknek a kvantumingadozásoknak a megerősítését mutatta - itt már beszélhetünk arról a tényről, hogy a tudósok felfedezték a módját, hogy a kvantumvilágban megfigyeljék egy kísérlet menetét a végső eredmény befolyásolása nélkül.amely minden más esetben megsemmisítené a megfigyelt tárgy kvantumállapotát.

„Kvantumállapotokat elemezhetünk anélkül, hogy megváltoztatnánk őket az első megfigyeléskor” - kommentálja Leitenstorfer.

Promóciós videó:

Jellemzően, ha meg akarja nyomon követni a kvantumingadozásoknak a fény egy adott részecskéjére gyakorolt hatását, akkor először meg kell határoznia és el kell választania ezeket a részecskéket. Ez viszont eltávolítja ezeknek a fotonoknak a "kvantum aláírását". Hasonló kísérletet végzett egy tudóscsoport 2015-ben.

Az új kísérlet részeként a kvantumingadozások változásának megfigyelése helyett a fény fotonok abszorpciójával vagy erősítésével a kutatók maga a fényt figyelték meg időben. Furcsának tűnhet, de vákuumban a tér és az idő úgy működik, hogy az egyik megfigyelése lehetővé teszi többet a másikról. Egy ilyen megfigyelés során a tudósok úgy találták, hogy amikor a vákuum "összenyomódik", ez a "tömörítés" pontosan ugyanúgy történt, mint egy léggömb összenyomásakor, csak kvantumingadozásokkal együtt.

Bizonyos pontokban ezek a ingadozások erősebbé váltak, mint a nem tömörített vákuum háttérzajja, másrészt éppen ellenkezőleg, gyengébbek voltak. A Leitenstorfer analógiát ad az út keskeny területén áthaladó forgalmi dugókról: az idő múlásával a sávjukban lévő autók ugyanazt a sávot foglalják el, hogy átnyomjanak a keskeny teret, majd visszamenjenek a sávjukra. Bizonyos mértékben, a tudósok megfigyelései szerint, ugyanez történik vákuumban: ha a vákuum egy helyen összenyomódik, akkor a kvantumingadozás változásainak megoszlása vezet másutt. És ezek a változások felgyorsíthatják vagy lelassíthatják.

Ez a hatás tér-időben mérhető, az alábbi ábra szerint. A kép közepén lévő parabola a vákuumban a "tömörítés" pontját jelöli:

Image
Image

Ennek a tömörítésnek az eredménye, amint az ugyanabban a képen látható is, némi „süllyedést” jelent a ingadozásokban. A tudósok számára nem kevésbé meglepő volt az a megfigyelés, hogy az ingadozások teljesítményszintje egyes helyeken alacsonyabb volt, mint a háttérzaj szintje, amely viszont alacsonyabb, mint az üres hely alapállapota.

"Mivel az új mérési módszer nem foglalja magában a fotonok rögzítését vagy erősítését, fennáll annak a lehetősége, hogy közvetlenül felismerjék és megfigyeljék az elektromágneses háttérzajt vákuumban, valamint a kutatók által létrehozott állapotok ellenőrzött eltéréseit" - mondta a tanulmány.

A kutatók jelenleg tesztelik mérési módszereik pontosságát, és megpróbálják kitalálni, mit tud ez valójában megtenni. Ennek a munkának a már több mint lenyűgöző eredményei ellenére továbbra is fennáll annak a lehetősége, hogy a tudósok előálltak egy úgynevezett „meggyőző mérési módszerrel”, amely talán nem képes megsérteni a tárgyak kvantumállapotát, ugyanakkor nem képes többet elmondani a tudósokról egy vagy másik kvantumrendszerről.

Ha a módszer működik, akkor a tudósok azt akarják használni, hogy megmérjék a "fény kvantumállapotát" - a fény láthatatlan viselkedését kvantumszinten, amelyet éppen megértünk. A további munka azonban további ellenőrzést igényel - a Bodeni Egyetem kutatócsoportjának felfedezésének eredményeinek megismétlését, és ezzel a javasolt mérési módszer alkalmasságának igazolását.

NIKOLAY KHIZHNYAK