A kvantummechanika valódi áttörést jelent a tudományban, lehetővé téve a tudósok számára, hogy számos jelenséget megmagyarázzanak az atomok és a szubatomi részecskék szintjén. És egyáltalán nem meglepő, hogy egy ilyen dinamikusan fejlődő tudásterület óriási hatással volt a valóság modern képére. Ezt 17 példa segítségével megnézheti, hogyan változott a kvantummechanika, és miként változtatja meg az univerzumról alkotott nézetünk.
1. Az univerzum hologram lehet
A kvantummechanika posztulációival kondicionált világmodell egyik értelmezése az a gondolat, hogy háromdimenziós univerzumunk csak hologram. A Német-Brit Megfigyelőközpont kutatói beszámolnak a kis hullámok valószínű kimutatásáról a téridőben, ami bizonyítékot szolgáltathat a kvantum pixelizáció elméletéhez.
2. A technológia fejlődésével az innováció egyre kevésbé pontos
A technológiai fejlesztések terén elért haladás mellett természetesen növekszik a pontosság iránti igény. Különböző eszközök, például órák és hőmérők hibája a kvantumzaj jelenségének tulajdonítható. Ez a zaj megakadályozza a tökéletes mérések elérését. Ennek az interferencianak a kiküszöbölésével létrehozhat olyan technikát is, amely a mutatók maximális pontosságával rendelkezik, hasonlóan az atomórákhoz vagy a kvantumhőmérőkhöz.
Promóciós videó:
3. A fény irányítható és koncentrálható különféle funkciók végrehajtására
Furcsa módon, a lézert, amelynek felfedezése a kvantummechanika segítségével vált lehetővé, egyszer nem volt gyakorlati jelentőségű tárgy. Ezzel ellentétben azonban, a technológia terjedelmének fejlesztése biztosította a különféle találmányok megjelenését, a CD-lejátszótól a rakétavédelmi rendszerekig.
4. A véletlenszerűség kiszámítható és megjósolható
A tudósok szerint a kvantummechanika szempontjából semmi sem lehet igazán véletlenszerű. Ha átfogó információval rendelkeznek a kocka mozgásáról, képesek lesznek pontosan szimulálni a szerszámgömböt és előre megjósolni annak eredményét. A kvantumzaj létrehozásával és annak szintjének mérésével véletlenszerű számokat lehet előállítani, amelyek felhasználhatók az adatok titkosításához.
5. A tárgyak méréskor eltérően viselkednek
A kvantummechanika koppenhágai értelmezése azt feltételezi, hogy a részecskék megváltoztatják viselkedésüket a mérés során. E koncepció értelmében a részecskéknek eltérő állapota van, de megfigyelésük pillanatában kényteleneknek felvenni egyet. Ez furcsának tűnhet, de ezt az értelmezést támasztja alá a hullámfunkció összeomlásának matematikai fogalma.
6. Egynél több univerzum létezik
A multiverse fogalma, vagyis az összes lehetséges valóság sokasága létezik, a kvantumfizika különféle értelmezésének terméke. Ezt bizonyítják a nagyrobbanás fennmaradó jelenségeit megfigyelő keringő csillagvizsgálók adatai, valamint egy ciklikus univerzumot matematikai modellek.
7. Sokkal több dimenzió létezik
A kvantummechanikából született húrelmélet viszont spekulációkhoz vezetett a több dimenzió valószínűségével (vagy annak hiányával). A kutatók szerint az Univerzum legalább 11 dimenziót tartalmaz, amelyek nyilvánvalóan nem csak lehetségesnek tűnnek, hanem a húrelmélet működésének szükséges feltételei is.
8. A drágakő geometriája, mint új megjelenés a kvantumfizika fogalmában
A fizikusok geometriai objektumot fedeztek fel, amely alakja hasonló a sokoldalú drágakőhez. A lelet drámai módon leegyszerűsíti a részecske-kölcsönhatások kiszámítását, és kihívást jelent a tér és idő mint a valóság fő alkotóelemei klasszikus tudományos megértésének.
9. Megtalálhatók a forradalmi szállítási módok
Ez már nem pusztán a tudományos fantasztika tárgya: az anyag részecskékre bontható, amelyek szállításuk után képesek lesznek újból visszaállítani korábbi megjelenésüket. Ez lehetővé vált az adatok, valamint a nagy molekulák átadására irányuló kísérletek során, de az ilyen technológia alkalmazását az emberek számára a közeljövőben még nem fontolják meg. Manapság lehetséges az emberi testben levő összes molekula letapogatása és egy másik helyre történő összeszerelése, de a kvantumfizika posztulációi szerint az objektum megváltozik ilyen cselekedetek hatására. Így az áthelyezett objektum pontos másolata nem reprodukálható.
10. Az elektromos áram felhasználható az orvostudományban
A tudósok nemrégiben apró félvezető kristályokat fedeztek fel, amelyek a közeljövőben áttörés alapjául szolgálhatnak az orvostudomány területén. Úgy gondolják, hogy ezek a kvantumpontok világítanak, amikor ultraibolya sugárzásnak vannak kitéve. Ha igen, akkor ezek kapcsolódhatnak a rákos sejtekhez az utóbbi lokalizálása és megsemmisítése céljából.
11. Van egy részecske, amely a legkisebb anyagformák számára is tömeget ad
A tudósok úgy vélik, hogy a Higgs-bozon, amelyet isteni részecskének is neveznek, képes az alapvető részecskéknek, például elektronoknak és gluonoknak a tömegét eljuttatni. A Higgs-bozon felfedezésével és izolálásával a kutatók megérthetik, hogyan lehet az anyag kiegyensúlyozni az antianyaggal, és mi történt a világegyetemmel a Nagyrobbanás után.
12. A fény segít felismerni a hacker tevékenységeit
Az érzékeny információk védelme érdekében a külső interferencia veszélyétől a kvantum-kriptográfia kifejlesztett egy módszert az adatok kódolására az egyes fényrészecskékben vagy fotonokban. A módszer titka a nullákból és azokból álló "kulcs" jelenlétében rejlik, amely lehetővé teszi a program számára, hogy a hackerek jelenlétét valós időben észlelje, miközben megpróbálja feltárni az osztályozott adatokat.
13. A számítógépek gyorsabban tudnak futni, mint a jelenleg létező digitális eszközök
A kvantumszámítógépek fejlesztése a kvantummechanika alkalmazott területe, amely forradalmasíthatja a számítást. Összehasonlítva a bináris rendszerben adatokat kódoló digitális számítógépekkel, a kvantumszámítógépek kvantumtulajdonságokat használnak az adatok tárolására és a műveletek végrehajtására, amelynek eredményeként a számítások és az algoritmusok sokkal gyorsabban elvégezhetők.
14. A kvantum-alagút jelensége felhasználható a modern eszközökhöz
A kvantummechanikában a kvantum-alagútot úgy kell leírni, hogy egy részecske áthatol egy olyan akadályon, amelyet általában nem képes legyőzni. Ez a jelenség elengedhetetlen különféle eszközök, például kapcsolók, flash memória chipek és USB meghajtók működéséhez.
15. A folyadékok meggátolják a gravitációt
Néhány nagy rendszer képes bemutatni a kvantummechanika hatásait, például a túlfolyás jelenségét. Olyan anyagállapot, amelyben úgy viselkedik, mint a nulla viszkozitású folyadék, amely lehetővé teszi önmagának önmeghajtását, függetlenül a gravitációtól. A jelenlegi körülmények között ez a hatás a legjobban alkalmazható a modern hűtőszekrények létrehozásában és a spektroszkópia fejlesztésében.
16. A levegő turbulenciája beállítható
A brazil tudósok megkezdték a kvantum-turbulencia kialakítását rendkívül hideg körülmények között egy gázzal töltött laboratóriumi kamrában. A turbulencia vizsgálata egy szabályozott környezetben végül arra vezetheti a tudósokat, hogy megtalálják a módját annak kezelésére. Így megoldható a repülési közbeni repülőgép-instabilitás problémája.
17. Az emberek időben oda-vissza utazhatnak
A kvantummechanika kutatása feltételeket teremtett a világunkból az alternatív időbe és térbe való utazás lehetőségeire vonatkozó kísérletekhez. A 2010-ben elvégzett kísérletek eredményei alapján a tudósok meg tudták határozni, hogy az izolált fémdarab képes-e mozogni és ugyanakkor állni. Ennek oka a kvantum részecskék azon képessége, hogy előre-hátra mozogjanak az időfolytonosságon keresztül. Ez a szolgáltatás valószínűleg arra készteti a tudományt, hogy a közeljövőben megkönnyítse az időutazást.
Szerző: Katrin Straszewski