فيزياء الكم للدمى: الجوهر في كلمات بسيطة حتى الطفل سوف يفهم. بتعبير أدق، وخاصة الطفل! فيزياء الكم من الذي ابتكر فيزياء الكم

عندما أبدأ في الإجابة على هذا السؤال، لا يسعني إلا أن أعتقد أنني لن أكون قادرًا على إعطائك فهمًا كاملاً لفيزياء الكم، وليس لأنك إنساني، ولكن لأن هذا موضوع عميق جدًا.

لذلك، حتى بداية القرن العشرين، سيطرت الميكانيكا النيوتونية على الفيزياء، حيث كان المكان والزمان يعتبران مطلقين وغير قابلين للتغيير وموجودين بشكل منفصل عن العالم المادي. كان من المفترض دائمًا أن تكون التغيرات في أي كميات (على سبيل المثال، الطاقة والزخم) مستمرة. الفكرة التي تصف الميكانيكا النيوتونية بإيجاز هي حتمية لابلاس (اقرأها على الويكي). تغير كل شيء مع ظهور ماكس بلانك وفكرته الجريئة في اعتبار الطاقة ليست كمية متصلة، بل كمية مكممة، أي. التغيير بشكل منفصل (في القفزات). مكنت هذه الفكرة من الإجابة على سؤال لماذا لا يسقط الإلكترون على النواة، وفي الوقت نفسه أدت إلى افتراضات بور القائلة بأن الذرات لا يمكن أن تبقى لفترة طويلة إلا في حالات ثابتة وبطاقة معينة، وتمتص وتمتص تنبعث الطاقة فقط في أجزاء (الكميات).

تستخدم فيزياء الكم طريقة مختلفة تمامًا لوصف الأشياء وجهازًا رياضيًا مختلفًا. إذا كان بإمكانك في الفيزياء الكلاسيكية العثور بسهولة على إحداثيات ومسارات وعزم دوران الأشياء بمجرد قياسها بالأدوات، فإن كل هذه الكميات في فيزياء الكم هي احتمالية بطبيعتها! يتم البحث عن الإحداثيات باستخدام الدالة الموجية، التي يمثل مربع كثافتها الكثافة الاحتمالية للعثور على جسيم في أي نقطة في الفضاء. في فيزياء الكم لا توجد مسارات، كما هو الحال في الفيزياء الكلاسيكية. أو بالأحرى، حتى هذا: هناك مسارات، لكن الجسم يتحرك على طول جميع المسارات في وقت واحد باحتمالات مختلفة.

ترتبط جميع الكميات في الفيزياء الكلاسيكية بعوامل في فيزياء الكم. وجميع القيم (الأرقام) التي يمكن أن تتخذها هذه الكميات ترتبط بالقيم الذاتية للعوامل (الأرقام). العوامل هي ببساطة قواعد ترتبط بها وظيفة ما بوظيفة أخرى. أي أننا إذا أردنا الحصول على قيمة طاقة نظام ما، فسنقوم ببساطة بقياسها في الفيزياء الكلاسيكية، وفي فيزياء الكم سنتصرف مع مشغل الطاقة الإجمالي على الدالة الموجية للنظام ونحصل على القيمة الذاتية من المشغل. حيث أن الدالة الموجية تحتوي على كافة المعلومات حول الحالة النقية للنظام، ويمكن استخراج هذه المعلومات من خلال تطبيق عوامل تشغيل مختلفة على الدالة.

في فيزياء الكم، هناك مبدأ عدم اليقين، والذي ينص على أنه لا يمكن قياس بعض الكميات في وقت واحد، مثل، على سبيل المثال، الزخم والموضع، والطاقة وزمن قياس الطاقة. يؤدي التوضيح الأقصى لمعلمة واحدة إلى معلومات غامضة بشكل متزايد حول معلمة أخرى. يمكن وصف هذا المبدأ كما لو أننا عندما نقود الطبيعة إلى مساحة صغيرة جدًا ونحاول استكشافها، فإنها تبدأ في الهياج ولا تسمح لنا بالقيام بذلك! لذلك، على المقاييس الكبيرة لا توجد تأثيرات كمومية.

ميزة أخرى مهمة: يبدو أن أي نظام كمي يعيش في حالة غير محددة، وبمجرد إجراء قياس عليه، تنهار دالته الموجية ويصل النظام إلى الأبد إلى حالة محددة محددة. في الفيزياء الكلاسيكية، تكون جميع الأنظمة دائمًا في حالة محددة. بغض النظر عن عدد المرات التي أجرينا فيها تجربة رمي الكرة في نفس الاتجاه، فإن النتيجة ستكون دائمًا هي نفسها، ولكن في فيزياء الكم ليست كذلك.

كلمة "فيزياء" تأتي من الكلمة اليونانية "fusis". وهذا يعني "الطبيعة". وكان أرسطو الذي عاش في القرن الرابع قبل الميلاد هو أول من طرح هذا المفهوم.

أصبحت الفيزياء "روسية" بتحريض من إم في لومونوسوف، عندما ترجم أول كتاب مدرسي من الألمانية.

علوم فيزيائية

الفيزياء هي واحدة من الأشياء الرئيسية في العالم من حولنا، والعمليات المختلفة، والتغيرات، أي أن الظواهر تحدث باستمرار.

على سبيل المثال، ستبدأ قطعة من الجليد في مكان دافئ في الذوبان. والماء في الغلاية يغلي على النار. التيار الكهربائي، الذي يمر عبر السلك، سوف يسخنه ويجعله ساخنًا. كل من هذه العمليات هي ظاهرة. وفي الفيزياء هي التغيرات الميكانيكية والمغناطيسية والكهربائية والصوتية والحرارية والضوئية التي يدرسها العلم. ويطلق عليهم أيضا الظواهر الفيزيائية. ومن خلال فحصها، يستنتج العلماء القوانين.

ومهمة العلم هي اكتشاف هذه القوانين ودراستها. تتم دراسة الطبيعة من خلال علوم مثل الأحياء والجغرافيا والكيمياء وعلم الفلك. كلهم يطبقون القوانين الفيزيائية.

شروط

بالإضافة إلى الكلمات المعتادة، تستخدم الفيزياء أيضًا كلمات خاصة تسمى المصطلحات. هذه هي "الطاقة" (في الفيزياء هي مقياس أشكال مختلفةتفاعل المادة وحركتها، وكذلك الانتقال من واحدة إلى أخرى)، "القوة" (مقياس لشدة تأثير الأجسام والمجالات الأخرى على أي جسم) وغيرها الكثير. بعضهم دخل تدريجيا في الكلام العامية.

على سبيل المثال، استخدام كلمة "الطاقة" في الحياة اليوميةفيما يتعلق بالشخص، يمكننا تقييم عواقب أفعاله، لكن الطاقة في الفيزياء هي مقياس للدراسة بعدة طرق مختلفة.

جميع الأجسام في الفيزياء تسمى جسدية. لديهم الحجم والشكل. وهي تتكون من مواد، والتي بدورها هي أحد أنواع المادة - وهذا هو كل ما هو موجود في الكون.

التجارب

إن الكثير مما يعرفه الناس تم تعلمه من خلال الملاحظة. لدراسة الظواهر، يتم ملاحظتها باستمرار.

خذ على سبيل المثال سقوط أجساد مختلفة على الأرض. ومن الضروري معرفة ما إذا كانت هذه الظاهرة تختلف عند سقوط أجسام ذات كتلة غير متساوية، وارتفاعات مختلفة، وما إلى ذلك. سيكون الانتظار ومراقبة الهيئات المختلفة طويلاً جدًا ولن يكون ناجحًا دائمًا. ولذلك، يتم إجراء التجارب لهذه الأغراض. وهي تختلف عن الملاحظات، حيث أنها تنفذ بشكل محدد وفق خطة معدة مسبقاً وبأهداف محددة. عادة في الخطة، يقومون ببعض التخمينات مقدما، أي طرح الفرضيات. وبالتالي، خلال التجارب سيتم دحضها أو تأكيدها. وبعد التفكير في نتائج التجارب وشرحها، يتم استخلاص الاستنتاجات. وهكذا يتم الحصول على المعرفة العلمية.

الكميات ووحدات القياس

في كثير من الأحيان، عند دراسة شيء ما، يقومون بإجراء قياسات مختلفة. فعندما يسقط جسم، على سبيل المثال، يتم قياس الطول والكتلة والسرعة والوقت. كل هذا شيء يمكن قياسه.

قياس الكمية يعني مقارنتها بنفس الكمية التي تؤخذ كوحدة (يقارن طول الطاولة بوحدة الطول - متر أو آخر). كل هذه الكمية لها وحداتها الخاصة.

تحاول جميع البلدان استخدام وحدات مشتركة. في روسيا، كما هو الحال في بلدان أخرى، يتم استخدام النظام الدولي للوحدات SI (والذي يعني "النظام الدولي"). ويستخدم الوحدات التالية:

• الطول (خاصية طول الخطوط من الناحية العددية) - متر؛
• الوقت (مسار العمليات، حالة التغيير المحتمل) - الثاني؛
• الكتلة (في الفيزياء هي خاصية تحدد الخواص الخاملة والجاذبية للمادة) - كيلوغرام.

غالبًا ما يكون من الضروري استخدام وحدات أكبر بكثير من الوحدات المقبولة عمومًا - المضاعفات. يتم استدعاؤها بالبادئات المقابلة من اليونانية: "deca" و"hecto" و"kilo" وما إلى ذلك.

تسمى الوحدات الأصغر من الوحدات المقبولة مضاعفات فرعية. البادئات من اللغة اللاتينية: "ديسي"، "سانتي"، "ملي" وما إلى ذلك.

أدوات القياس

لإجراء التجارب، تحتاج إلى أدوات. أبسطها المسطرة والأسطوانة وشريط القياس وغيرها. مع تطور العلم، تم تحسين الأدوات الجديدة، وأصبحت أكثر تعقيدا وتظهر: الفولتميتر، ومقاييس الحرارة، وساعات التوقف وغيرها.

في الأساس، تحتوي الأجهزة على مقياس، أي تقسيمات الأسطر التي تُكتب عليها القيم. قبل القياس، حدد قيمة القسمة:

• خذ سطرين من المقياس بالقيم؛
• يتم طرح الأصغر من الأكبر، ويتم تقسيم الرقم الناتج على عدد الأقسام الموجودة بينهما.

على سبيل المثال، خطان بالقيمتين "عشرين" و"ثلاثين"، المسافة بينهما مقسمة إلى عشر مسافات. وفي هذه الحالة، سيكون سعر القسمة مساويًا للواحد.

قياسات دقيقة ومع الخطأ

يتم إجراء القياسات بشكل أكثر أو أقل دقة. ويسمى عدم الدقة المسموح بها خطأ. عند القياس، لا يمكن أن تكون أكبر من قيمة القسمة لجهاز القياس.

تعتمد الدقة على قيمة القسمة والاستخدام السليم للجهاز. ولكن في النهاية، في أي قياس، يتم الحصول على القيم التقريبية فقط.

الفيزياء النظرية والتجريبية

هذه هي الفروع الرئيسية للعلوم. وقد يبدو أنهم بعيدون جدًا عن بعضهم البعض، خاصة وأن معظم الناس إما منظرون أو تجريبيون. ومع ذلك، فإنها تتطور باستمرار جنبا إلى جنب. يتم النظر في أي مشكلة من قبل كل من المنظرين والمجربين. يتمثل عمل الأول في وصف البيانات واستخلاص الفرضيات، بينما يقوم الأخير باختبار النظريات عمليًا وإجراء التجارب والحصول على بيانات جديدة. في بعض الأحيان تكون الإنجازات ناتجة عن التجارب فقط، دون النظريات الموصوفة. وفي حالات أخرى، على العكس من ذلك، من الممكن الحصول على نتائج يتم فحصها لاحقاً.

فيزياء الكم

نشأ هذا الاتجاه في نهاية عام 1900، عندما تم اكتشاف ثابت أساسي فيزيائي جديد، سمي بثابت بلانك نسبة إلى الفيزيائي الألماني الذي اكتشفه، ماكس بلانك. لقد حل مشكلة التوزيع الطيفي للضوء المنبعث من الأجسام الساخنة، في حين أن الفيزياء العامة الكلاسيكية لا تستطيع القيام بذلك. اقترح بلانك فرضية حول الطاقة الكمومية للمذبذب، والتي كانت تتعارض مع الفيزياء الكلاسيكية. وبفضلها، بدأ العديد من علماء الفيزياء في مراجعة المفاهيم القديمة وتغييرها، ونتيجة لذلك نشأت فيزياء الكم. هذه فكرة جديدة تمامًا للعالم.

والوعي

إن ظاهرة الوعي الإنساني ليست جديدة تماما من وجهة نظر. تم وضع أساسها من قبل يونج وباولي. ولكن الآن فقط، مع ظهور هذا الاتجاه الجديد للعلوم، بدأ النظر في هذه الظاهرة ودراستها على نطاق أوسع.

إن عالم الكم متعدد الأوجه ومتعدد الأبعاد، وهناك العديد من الوجوه والإسقاطات الكلاسيكية فيه.

الخاصيتان الرئيسيتان في إطار المفهوم المقترح هما الحدس الفائق (أي تلقي المعلومات كما لو كانت من العدم) والسيطرة على الواقع الذاتي. في الوعي العادي، يمكن للشخص أن يرى صورة واحدة فقط للعالم ولا يستطيع النظر في صورتين في وقت واحد. بينما في الواقع يوجد عدد كبير منهم. كل هذا معًا هو عالم الكم والضوء.

هذه هي فيزياء الكم التي تعلمنا رؤية واقع جديد للإنسان (على الرغم من أن العديد من الديانات الشرقية، وكذلك السحرة، يتقنون هذه التقنية منذ فترة طويلة). من الضروري فقط تغيير الوعي البشري. الآن الشخص لا ينفصل عن العالم كله، ولكن يتم أخذ مصالح جميع الكائنات الحية في الاعتبار.

ومن ثم، عندما ينغمس في حالة يكون فيها قادرًا على رؤية جميع البدائل، تأتيه تلك البصيرة، وهي الحقيقة المطلقة.

مبدأ الحياة من وجهة نظر فيزياء الكم هو أن يساهم الشخص، من بين أمور أخرى، في نظام عالمي أفضل.

مرحبا بكم في بلوق! أنا سعيد جدًا برؤيتك!

ربما سمعت ذلك عدة مرات حول الألغاز التي لا يمكن تفسيرها في فيزياء الكم وميكانيكا الكم. قوانينها تبهر بالتصوف، وحتى الفيزيائيون أنفسهم يعترفون بأنهم لا يفهمونها بشكل كامل. من ناحية، من المثير للاهتمام فهم هذه القوانين، ولكن من ناحية أخرى، لا يوجد وقت لقراءة كتب متعددة الحجم ومعقدة عن الفيزياء. أنا أفهمك كثيرًا، لأنني أيضًا أحب المعرفة والبحث عن الحقيقة، ولكن ليس هناك وقت كافٍ لجميع الكتب. أنت لست وحدك، العديد من الأشخاص الفضوليين يكتبون في شريط البحث: “فيزياء الكم للدمى، ميكانيكا الكم للدمى، فيزياء الكم للمبتدئين، ميكانيكا الكم للمبتدئين، أساسيات فيزياء الكم، أساسيات ميكانيكا الكم، فيزياء الكم للأطفال، ما هي ميكانيكا الكم"..

هذا المنشور هو بالضبط بالنسبة لك

• سوف تفهم المفاهيم والمفارقات الأساسية لفيزياء الكم. من المقال سوف تتعلم:
• ما هو التدخل؟
• ما هي تدور والتراكب؟
• ما هو "القياس" أو "انهيار الدالة الموجية"؟
• ما هو التشابك الكمي (أو النقل الآني الكمي للدمى)؟ (انظر المقال)

ما هي تجربة قطة شرودنغر الفكرية؟ (انظر المقال)

ما هي فيزياء الكم وميكانيكا الكم؟

ميكانيكا الكم هي جزء من فيزياء الكم.

لماذا يصعب فهم هذه العلوم؟ الجواب بسيط: فيزياء الكم وميكانيكا الكم (جزء من فيزياء الكم) تدرسان قوانين العالم الصغير. وهذه القوانين تختلف تمامًا عن قوانين عالمنا الكبير. لذلك، يصعب علينا أن نتخيل ما يحدث للإلكترونات والفوتونات في العالم المصغر.مثال على الفرق بين قوانين العالم الكبير والعالم الصغير

: في عالمنا الكبير، إذا وضعت كرة في أحد الصندوقين، فسيكون أحدهما فارغًا والآخر سيكون به كرة. لكن في العالم المصغر (إذا كانت هناك ذرة بدلا من الكرة)، يمكن للذرة أن تكون في صندوقين في نفس الوقت. وقد تم تأكيد ذلك تجريبيا عدة مرات. أليس من الصعب أن تلف رأسك حول هذا؟ لكن لا يمكنك الجدال مع الحقائق.مثال آخر. لقد التقطت صورة لسيارة رياضية حمراء سريعة السباق، ورأيت في الصورة شريطًا أفقيًا ضبابيًا، كما لو كانت السيارة موجودة في عدة نقاط في الفضاء وقت التقاط الصورة. على الرغم مما تراه في الصورة، إلا أنك لا تزال متأكدًا من أن السيارة كانت موجودة في تلك الثانية عندما قمت بتصويرها.في مكان واحد محدد في الفضاء . في العالم الصغير، كل شيء مختلف. الإلكترون الذي يدور حول نواة الذرة لا يدور فعليًا، ولكنيقع في وقت واحد في جميع نقاط الكرة حول نواة الذرة. مثل كرة ملفوفة بشكل فضفاض من الصوف الناعم. ويسمى هذا المفهوم في الفيزياء .

"السحابة الإلكترونية"فكر العلماء لأول مرة في العالم الكمي عندما حاول الفيزيائي الألماني ماكس بلانك في عام 1900 معرفة سبب تغير لون المعادن عند تسخينها. كان هو الذي قدم مفهوم الكم. حتى ذلك الحين، اعتقد العلماء أن الضوء ينتقل بشكل مستمر. كان أول شخص أخذ اكتشاف بلانك على محمل الجد هو ألبرت أينشتاين الذي لم يكن معروفًا آنذاك. لقد أدرك أن الضوء ليس مجرد موجة. في بعض الأحيان يتصرف مثل الجسيم. حصل أينشتاين على جائزة نوبل لاكتشافه أن الضوء ينبعث في أجزاء، الكميات. ويسمى كم الضوء بالفوتون ( الفوتون ويكيبيديا) .

لتسهيل فهم قوانين الكم الفيزيائيونو الميكانيكا (ويكيبيديا)يجب علينا، بمعنى ما، أن نستخلص من قوانين الفيزياء الكلاسيكية المألوفة لنا. وتخيل أنك غاصت، مثل أليس، في جحر الأرانب، في بلاد العجائب.

وهنا رسم كاريكاتوري للأطفال والكبار.يصف التجربة الأساسية لميكانيكا الكم ذات الشقين والمراقب. يستمر 5 دقائق فقط. شاهده قبل أن نتعمق في الأسئلة والمفاهيم الأساسية لفيزياء الكم.

فيزياء الكم للفيديو الدمى. في الرسوم المتحركة، انتبه إلى "عين" المراقب. لقد أصبح لغزا خطيرا للفيزيائيين.

ما هو التدخل؟

في بداية الرسوم المتحركة، باستخدام مثال السائل، تم عرض كيفية تصرف الأمواج - تظهر خطوط عمودية داكنة وخفيفة متناوبة على الشاشة خلف لوحة ذات شقوق. وفي حالة "إطلاق" الجزيئات المنفصلة (على سبيل المثال، الحصى) على اللوحة، فإنها تطير عبر شقين وتهبط على الشاشة مباشرة مقابل الشقوق. وقاموا "برسم" خطين عموديين فقط على الشاشة.

تدخل الضوء- هذا هو السلوك "الموجي" للضوء، عندما يتم عرض العديد من الخطوط الرأسية الساطعة والداكنة بالتناوب على الشاشة. أيضا هذه الخطوط العمودية يسمى نمط التداخل.

في عالمنا الكبير، غالبًا ما نلاحظ أن الضوء يتصرف كموجة. إذا وضعت يدك أمام الشمعة، فلن يكون هناك ظل واضح من يدك على الحائط، ولكن مع ملامح غير واضحة.

لذا، فالأمر ليس بهذا التعقيد! أصبح من الواضح لنا الآن أن الضوء له طبيعة موجية، وإذا تم إضاءة شقين بالضوء، فسنرى على الشاشة خلفهما نمطًا من التداخل.

التثبيت الموصوف في الرسوم المتحركة لم يكن مضاءً بالضوء، بل "أطلق عليه الرصاص" بالإلكترونات (كجزيئات فردية). ثم، في بداية القرن الماضي، اعتقد الفيزيائيون في جميع أنحاء العالم أن الإلكترونات هي جسيمات أولية للمادة ولا ينبغي أن يكون لها طبيعة موجية، بل مثل الحصى. بعد كل شيء، الإلكترونات هي جسيمات أولية للمادة، أليس كذلك؟ وهذا يعني أنه إذا "رميتهم" في شقين، مثل الحصى، فيجب أن نرى خطين عموديين على الشاشة خلف الشقين.

لكن... وكانت النتيجة مذهلة. رأى العلماء نمطًا من التداخل - العديد من الخطوط العمودية. وهذا يعني أن الإلكترونات، مثل الضوء، يمكن أن يكون لها أيضًا طبيعة موجية ويمكن أن تتداخل. ومن ناحية أخرى، أصبح من الواضح أن الضوء ليس مجرد موجة، ولكنه أيضًا جزء من جسيم - فوتون (من الخلفية التاريخية في بداية المقال، علمنا أن أينشتاين حصل على جائزة نوبل لهذا الاكتشاف). .

ربما تتذكر، في المدرسة، قيل لنا في الفيزياء "ازدواجية الموجة والجسيم"؟ وهذا يعني أنه عندما نتحدث عن جزيئات صغيرة جدًا (ذرات، إلكترونات) من العالم المصغر، إذن كلاهما موجات وجسيمات

اليوم أنت وأنا أذكياء جدًا وندرك أن التجربتين الموصوفتين أعلاه - إطلاق الإلكترونات وإضاءة الشقوق بالضوء - هما نفس الشيء. لأننا نطلق الجسيمات الكمومية على الشقوق. نحن نعلم الآن أن كلا من الضوء والإلكترونات ذات طبيعة كمومية، وأنهما موجات وجسيمات في نفس الوقت. وفي بداية القرن العشرين، كانت نتائج هذه التجربة ضجة كبيرة.

انتباه! الآن دعنا ننتقل إلى قضية أكثر دقة.

نقوم بتسليط تيار من الفوتونات (الإلكترونات) على شقوقنا ونرى نمط تداخل (خطوط رأسية) خلف الشقوق على الشاشة. هذا واضح. لكننا مهتمون بمعرفة كيفية انتقال كل إلكترون عبر الفتحة.

من المفترض أن أحد الإلكترونات يطير إلى الفتحة اليسرى، والآخر إلى الفتحة اليمنى. ولكن بعد ذلك يجب أن يظهر خطان عموديان على الشاشة مقابل الفتحات مباشرة. لماذا يحدث نمط التداخل؟ ربما تتفاعل الإلكترونات بطريقة أو بأخرى مع بعضها البعض بالفعل على الشاشة بعد تحليقها عبر الشقوق. والنتيجة هي نمط موجة مثل هذا. كيف يمكننا متابعة هذا؟

لن نرمي الإلكترونات في شعاع، بل واحدة تلو الأخرى. دعونا نرميها، انتظر، دعونا نرمي واحدة أخرى. والآن بعد أن أصبح الإلكترون يطير بمفرده، فلن يكون قادرًا على التفاعل مع الإلكترونات الأخرى الموجودة على الشاشة. سنقوم بتسجيل كل إلكترون على الشاشة بعد الرمي. واحد أو اثنان، بالطبع، لن "يرسموا" لنا صورة واضحة. ولكن عندما نرسل الكثير منها إلى الشقوق واحدًا تلو الآخر، سنلاحظ... يا للرعب - لقد "رسموا" مرة أخرى نمط موجة تداخل!

لقد بدأنا بالجنون ببطء. بعد كل شيء، توقعنا أنه سيكون هناك خطين عموديين مقابل الفتحات! اتضح أنه عندما ألقينا فوتونات واحدة تلو الأخرى، مر كل منها عبر شقين في نفس الوقت وتداخل مع نفسه.

رائع! ولنعد إلى شرح هذه الظاهرة في القسم التالي.

ما هي تدور والتراكب؟

نحن نعرف الآن ما هو التدخل. هذا هو السلوك الموجي للجسيمات الدقيقة - الفوتونات والإلكترونات والجسيمات الدقيقة الأخرى (للتبسيط، دعنا نسميها فوتونات من الآن فصاعدًا).

نتيجة للتجربة، عندما ألقينا فوتونًا واحدًا في شقين، أدركنا أنه يبدو وكأنه يطير عبر شقين في نفس الوقت. وإلا كيف يمكننا تفسير نمط التداخل الذي يظهر على الشاشة؟

• ولكن كيف يمكننا أن نتخيل فوتونًا يطير عبر شقين في نفس الوقت؟ هناك خياران.الخيار الأول:
• الفوتون، مثل الموجة (مثل الماء) "يطفو" خلال شقين في نفس الوقتالخيار الثاني:

الفوتون، مثل الجسيم، يطير في وقت واحد على طول مسارين (ولا حتى مسارين، ولكن كل ذلك في وقت واحد)

من حيث المبدأ، هذه البيانات متكافئة. وصلنا إلى "المسار المتكامل". هذه هي صياغة ريتشارد فاينمان لميكانيكا الكم. بالمناسبة، بالضبطريتشارد فاينمان هناك تعبير معروف أن

يمكننا أن نقول بثقة أنه لا أحد يفهم ميكانيكا الكم

لكن هذا التعبير عن أعماله كان ناجحًا في بداية القرن. لكننا الآن أذكياء ونعلم أن الفوتون يمكن أن يتصرف كجسيم وكموجة. أنه يستطيع، بطريقة ما غير مفهومة بالنسبة لنا، أن يطير عبر شقين في نفس الوقت. ولذلك، سيكون من السهل علينا أن نفهم البيان المهم التالي لميكانيكا الكم:

بالمعنى الدقيق للكلمة، تخبرنا ميكانيكا الكم أن سلوك الفوتون هذا هو القاعدة، وليس الاستثناء. عادة ما يكون أي جسيم كمي في عدة حالات أو في عدة نقاط في الفضاء في وقت واحد.

علينا فقط أن نعترف، كبديهية، أن "تراكب" جسم كمي يعني أنه يمكن أن يكون على مسارين أو أكثر في نفس الوقت، في نقطتين أو أكثر في نفس الوقت

وينطبق الشيء نفسه على معلمة فوتون أخرى - الدوران (الزخم الزاوي الخاص به). تدور هو ناقلات. يمكن اعتبار الجسم الكمي بمثابة مغناطيس مجهري. لقد اعتدنا على حقيقة أن ناقل المغناطيس (الدوران) إما موجه لأعلى أو لأسفل. لكن الإلكترون أو الفوتون يخبرنا مرة أخرى: "يا رفاق، نحن لا نهتم بما اعتدتم عليه، يمكننا أن نكون في كلتا حالتي الدوران في وقت واحد (متجه لأعلى، ومتجه لأسفل)، تمامًا كما يمكننا أن نكون في مسارين عند في نفس الوقت أو في نقطتين في نفس الوقت!

ما هو "القياس" أو "انهيار الدالة الموجية"؟

لم يتبق لنا سوى القليل لفهم ما هو "القياس" وما هو "انهيار الدالة الموجية".

وظيفة الموجةهو وصف لحالة الجسم الكمي (فوتوننا أو إلكتروننا).

لنفترض أن لدينا إلكترونًا، فإنه يطير نحو نفسه في حالة غير محددة، يتم توجيه دورانه لأعلى ولأسفل في نفس الوقت. نحن بحاجة لقياس حالته.

لنقم بالقياس باستخدام المجال المغناطيسي: الإلكترونات التي تم توجيه دورانها في اتجاه المجال سوف تنحرف في اتجاه واحد، والإلكترونات التي يتم توجيه دورانها ضد المجال - في الاتجاه الآخر. يمكن توجيه المزيد من الفوتونات إلى مرشح الاستقطاب. إذا كان دوران (استقطاب) الفوتون هو +1، فإنه يمر عبر المرشح، ولكن إذا كان -1، فإنه لا يمر.

قف! وهنا حتماً سيتبادر إلى ذهنك سؤال:قبل القياس، لم يكن للإلكترون أي اتجاه دوران محدد، أليس كذلك؟ لقد كان في جميع الولايات في نفس الوقت، أليس كذلك؟

هذه هي خدعة وإحساس ميكانيكا الكم. طالما أنك لا تقيس حالة الجسم الكمومي، فيمكنه الدوران في أي اتجاه (أي اتجاه لمتجه الزخم الزاوي الخاص به - الدوران). لكن في اللحظة التي قمت فيها بقياس حالته، يبدو أنه يتخذ قرارًا بشأن ناقل الدوران الذي يجب قبوله.

هذا الجسم الكمي رائع جدًا، فهو يتخذ قرارات بشأن حالته.ولا يمكننا التنبؤ مسبقًا بالقرار الذي ستتخذه عندما تطير إلى المجال المغناطيسي الذي نقيسه فيه. احتمال أن يقرر أن يكون لديه متجه دوران "لأعلى" أو "لأسفل" هو 50 إلى 50%. ولكن بمجرد أن يقرر، فهو في حالة معينة ذات اتجاه دوران محدد. سبب قراره هو "بعدنا"!

وهذا ما يسمى " انهيار الدالة الموجية". كانت الدالة الموجية قبل القياس غير مؤكدة، أي. كان متجه دوران الإلكترون في جميع الاتجاهات في وقت واحد، وبعد القياس، سجل الإلكترون اتجاهًا معينًا لمتجه دورانه.

انتباه! مثال ممتاز للفهم هو الارتباط من عالمنا الكبير:

قم بتدوير عملة معدنية على الطاولة مثل قمة الغزل. أثناء دوران العملة، ليس لها معنى محدد - صورة أو كتابة. ولكن بمجرد أن تقرر "قياس" هذه القيمة وضرب العملة بيدك، عندها تحصل على الحالة المحددة للعملة - الصورة أو الكتابة. تخيل الآن أن هذه العملة هي التي تحدد القيمة التي "تظهرها" لك - الصورة أو الكتابة. يتصرف الإلكترون بنفس الطريقة تقريبًا.

الآن تذكر التجربة الموضحة في نهاية الرسوم المتحركة. عندما تم تمرير الفوتونات عبر الشقوق، تصرفت مثل الموجة وأظهرت نمط التداخل على الشاشة. وعندما أراد العلماء تسجيل (قياس) لحظة تحليق الفوتونات عبر الشق ووضع "مراقب" خلف الشاشة، بدأت الفوتونات تتصرف ليس كالموجات، بل كالجسيمات. وقاموا "برسم" خطين عموديين على الشاشة. أولئك. ففي لحظة القياس أو المراقبة، تختار الأجسام الكمومية نفسها الحالة التي يجب أن تكون عليها.

رائع! أليس هذا صحيحا؟

ولكن هذا ليس كل شيء. وأخيرا نحن وصلنا إلى الجزء الأكثر إثارة للاهتمام.

لكن... يبدو لي أنه سيكون هناك فائض في المعلومات، لذلك سننظر في هذين المفهومين في منشورات منفصلة:

• ماذا حدث ؟
• ما هي التجربة الفكرية؟

الآن، هل تريد أن يتم فرز المعلومات؟ شاهد الفيلم الوثائقي الذي أنتجه المعهد الكندي للفيزياء النظرية. فيه، خلال 20 دقيقة، سيتم إخبارك بإيجاز شديد وبترتيب زمني عن جميع اكتشافات فيزياء الكم، بدءًا من اكتشاف بلانك في عام 1900. وبعد ذلك سيخبرونك بالتطورات العملية التي يتم تنفيذها حاليًا على أساس المعرفة في فيزياء الكم: من الساعات الذرية الأكثر دقة إلى الحسابات فائقة السرعة للكمبيوتر الكمومي. أوصي بشدة بمشاهدة هذا الفيلم.

أرك لاحقًا!

أتمنى للجميع الإلهام لجميع خططهم ومشاريعهم!

ملاحظة: 2 اكتب أسئلتك وأفكارك في التعليقات. اكتب، ما هي الأسئلة الأخرى التي تثير اهتمامك في فيزياء الكم؟

ملاحظة: 3 اشترك في المدونة - نموذج الاشتراك موجود أسفل المقالة.

في عام 1803، وجه توماس يونج شعاعًا من الضوء إلى شاشة معتمة ذات شقين. وبدلاً من خطي الضوء المتوقعين على شاشة العرض، رأى عدة خطوط، كما لو كان هناك تداخل (تراكب) لموجتين من الضوء من كل فتحة. في الواقع، في هذه اللحظة ولدت فيزياء الكم، أو بالأحرى الأسئلة التي تكمن في جوهرها. في العشرين و القرن الحادي والعشرونلقد تبين أنه ليس الضوء فقط، بل أي جسيم أولي منفرد وحتى بعض الجزيئات تتصرف كموجة، مثل الكمات، كما لو كانت تمر عبر كلا الشقين في نفس الوقت. ومع ذلك، إذا وضعت مستشعرًا عند الشقوق يحدد ما يحدث بالضبط للجسيم في هذا المكان ومن خلال أي شق معين لا يزال يمر، فسيظهر خطان فقط على شاشة العرض، كما لو كانت حقيقة الملاحظة (تأثير غير مباشر) يدمر الدالة الموجية ويتصرف الجسم مثل المادة. ( فيديو)

مبدأ عدم اليقين لهايزنبرغ هو أساس فيزياء الكم!

وبفضل اكتشاف عام 1927، كرر آلاف العلماء والطلاب نفس التجربة البسيطة عن طريق تسليط شعاع الليزر عبر شق ضيق. ومن الناحية المنطقية، يصبح الأثر المرئي من الليزر على شاشة العرض أضيق وأضيق مع تقلص الفجوة. ولكن في لحظة معينة، عندما يصبح الشق ضيقًا بدرجة كافية، تبدأ بقعة الليزر فجأة في الاتساع أكثر فأكثر، وتمتد عبر الشاشة وتخفت حتى يختفي الشق. هذا هو الدليل الأكثر وضوحا على جوهر فيزياء الكم - مبدأ عدم اليقين لفيرنر هايزنبرغ، عالم الفيزياء النظرية المتميز. وجوهرها هو أنه كلما قمنا بتحديد إحدى الخصائص المزدوجة للنظام الكمي بشكل أكثر دقة، كلما أصبحت الخاصية الثانية غير مؤكدة. في هذه الحالة، كلما حددنا إحداثيات فوتونات الليزر بشق ضيق بشكل أكثر دقة، كلما أصبح زخم هذه الفوتونات غير مؤكد. في العالم الكبير، يمكننا أيضًا أن نقيس بدقة إما الموقع الدقيق للسيف الطائر عن طريق التقاطه، أو اتجاهه، ولكن ليس في نفس الوقت، لأن هذا يتناقض ويتداخل مع بعضها البعض. (، فيديو)

الموصلية الفائقة الكم وتأثير مايسنر

في عام 1933، اكتشف والتر مايسنر ظاهرة مثيرة للاهتمام في فيزياء الكم: في موصل فائق يتم تبريده إلى درجات حرارة دنيا، يتم إزاحة المجال المغناطيسي إلى ما هو أبعد من حدوده. وتسمى هذه الظاهرة تأثير مايسنر. إذا تم وضع مغناطيس عادي على الألومنيوم (أو موصل فائق آخر)، ثم تم تبريده بالنيتروجين السائل، فسوف يطير المغناطيس للأعلى ويعلق في الهواء، لأنه "سيرى" مجاله المغناطيسي الخاص بنفس القطبية نازحًا من المبرد. الألومنيوم، ونفس جوانب المغناطيس تتنافر. (، فيديو)

السيولة الفائقة الكمومية

في عام 1938، قام بيوتر كابيتسا بتبريد الهيليوم السائل إلى درجة حرارة قريبة من الصفر واكتشف أن المادة فقدت لزوجتها. تسمى هذه الظاهرة في فيزياء الكم بالميوعة الفائقة. إذا تم سكب الهيليوم السائل المبرد على الجزء السفلي من الزجاج، فسيظل يتدفق منه على طول الجدران. في الواقع، طالما تم تبريد الهيليوم بشكل كافٍ، فلا يوجد حد لانسكابه، بغض النظر عن شكل الحاوية أو حجمها. وفي نهاية القرن العشرين وبداية القرن الحادي والعشرين، تم اكتشاف السيولة الفائقة في ظل ظروف معينة في الهيدروجين والغازات المختلفة. (، فيديو)

نفق الكم

في عام 1960، أجرى إيفور جايفر تجارب كهربائية على موصلات فائقة مفصولة بطبقة مجهرية من أكسيد الألومنيوم غير الموصل. اتضح أنه، خلافا للفيزياء والمنطق، لا تزال بعض الإلكترونات تمر عبر العزل. وهذا يؤكد النظرية حول إمكانية وجود تأثير نفق الكم. وهذا لا ينطبق فقط على الكهرباء، ولكن أيضًا على أي جسيمات أولية، فهي أيضًا موجات وفقًا لفيزياء الكم. يمكنهم المرور عبر العوائق إذا كان عرض هذه العوائق أقل من الطول الموجي للجسيم. كلما كانت العقبة أضيق، كلما مرت الجزيئات عبرها في كثير من الأحيان. (، فيديو)

التشابك الكمي والنقل الآني

في عام 1982، أرسل الفيزيائي آلان أسبي، الحائز على جائزة نوبل في المستقبل، فوتونين تم إنشاؤهما في وقت واحد إلى أجهزة استشعار موجهة بشكل معاكس لتحديد دورانهما (الاستقطاب). اتضح أن قياس دوران أحد الفوتون يؤثر بشكل فوري على موضع دوران الفوتون الثاني، الذي يصبح معاكسًا. وهكذا تم إثبات إمكانية التشابك الكمي للجسيمات الأولية والانتقال الكمي الآني. وفي عام 2008، تمكن العلماء من قياس حالة الفوتونات المتشابكة الكمومية على مسافة 144 كيلومترًا وكان التفاعل بينها لا يزال لحظيًا، كما لو كانت في نفس المكان أو لم يكن هناك مساحة. ويُعتقد أنه إذا انتهت هذه الفوتونات المتشابكة الكمومية في أجزاء متقابلة من الكون، فإن التفاعل بينها سيظل لحظيًا، على الرغم من أن الضوء يستغرق عشرات المليارات من السنين ليقطع نفس المسافة. إنه أمر غريب، ولكن وفقًا لأينشتاين، لا يوجد وقت لتسافر الفوتونات بسرعة الضوء أيضًا. هل هذه صدفة؟ فيزيائيو المستقبل لا يعتقدون ذلك! (، فيديو)

تأثير الكم زينو وتوقف الزمن

في عام 1989، لاحظت مجموعة من العلماء بقيادة ديفيد واينلاند معدل انتقال أيونات البريليوم بين المستويات الذرية. اتضح أن حقيقة قياس حالة الأيونات أدت إلى إبطاء انتقالها بين الحالات. وفي بداية القرن الحادي والعشرين، وفي تجربة مماثلة مع ذرات الروبيديوم، تم تحقيق تباطؤ قدره 30 ضعفًا. كل هذا تأكيد لتأثير زينو الكمي. معناها هو أن حقيقة قياس حالة الجسيم غير المستقر في فيزياء الكم تؤدي إلى إبطاء معدل اضمحلاله، ومن الناحية النظرية، يمكن أن يوقفه تمامًا. (، فيديو انجليزي)

ممحاة الكم مع تأخير الاختيار

في عام 1999، قام فريق من العلماء بقيادة مارلان سكالي بتوجيه الفوتونات من خلال شقين، يقف خلفهما منشور يحول كل فوتون ناشئ إلى زوج من الفوتونات المتشابكة الكمومية ويفصلهما إلى اتجاهين. أرسل الأول الفوتونات إلى الكاشف الرئيسي. الاتجاه الثاني يرسل الفوتونات إلى نظام مكون من عاكسات وكاشفات بنسبة 50%. وتبين أنه إذا وصل فوتون من الاتجاه الثاني إلى الكاشفات التي تحدد الشق الذي ينبعث منه، فإن الكاشف الرئيسي يسجل فوتونه المقترن كجسيم. إذا وصل فوتون من الاتجاه الثاني إلى كواشف لم تكتشف الشق الذي ينبعث منه، فإن الكاشف الرئيسي يسجل فوتونه المقترن كموجة. ولم ينعكس قياس فوتون واحد على زوجه المتشابك الكمي فحسب، بل حدث ذلك أيضًا بما يتجاوز المسافة والزمن، لأن نظام الكاشف الثانوي سجل فوتونات متأخرة عن الفوتونات الرئيسية، وكأن المستقبل يحدد الماضي. ويعتقد أن هذه هي التجربة الأكثر روعة ليس فقط في تاريخ فيزياء الكم، ولكن أيضا في تاريخ كل العلوم، لأنها تقوض العديد من الأسس المعتادة للنظرة العالمية. (، فيديو انجليزي)

التراكب الكمي وقطة شرودنغر

في عام 2010، وضع آرون أوكونيل لوحة معدنية صغيرة في غرفة مفرغة غير شفافة، وقام بتبريدها إلى الصفر المطلق تقريبًا. ثم سلط دفعة على اللوحة حتى اهتزت. ومع ذلك، أظهر مستشعر الموضع أن اللوحة كانت تهتز وهادئة في نفس الوقت، وهو ما يتوافق تمامًا مع فيزياء الكم النظرية. وكانت هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها إثبات مبدأ التراكب على الأجسام الكبيرة. في الظروف المعزولة، عندما لا يكون هناك تفاعل بين الأنظمة الكمومية، يمكن أن يكون الجسم في نفس الوقت في عدد غير محدود من أي مواقع محتملة، كما لو أنه لم يعد مادة. (، فيديو)

الكم شيشاير القط والفيزياء

في عام 2014، قام توبياس دينكماير وزملاؤه بتقسيم شعاع النيوترونات إلى شعاعين، وقاموا بسلسلة من القياسات المعقدة. اتضح أنه في ظل ظروف معينة، يمكن أن تكون النيوترونات في شعاع واحد، وعزمها المغناطيسي في شعاع آخر. وهكذا تم التأكد من المفارقة الكمومية لابتسامة قطة شيشاير، عندما يمكن تحديد موقع الجسيمات وخصائصها، حسب تصورنا، في أجزاء مختلفة من الفضاء، مثل ابتسامة منفصلة عن القطة في حكاية «أليس في بلاد العجائب». مرة أخرى، تبين أن فيزياء الكم أكثر غموضًا وإبهارًا من أي قصة خيالية! (، فيديو انجليزي.)

شكرا للقراءة! لقد أصبحت الآن أكثر ذكاءً قليلاً وهذا يجعل عالمنا أكثر إشراقاً قليلاً. شارك رابط هذه المقالة مع أصدقائك وسيصبح العالم مكانًا أفضل!

وبحسب التعريف فإن فيزياء الكم هي فرع من فروع الفيزياء النظرية يتم فيه دراسة أنظمة ميكانيكا الكم والمجال الكمي وقوانين حركتها. تتم دراسة القوانين الأساسية لفيزياء الكم في إطار ميكانيكا الكم ونظرية المجال الكمي ويتم تطبيقها في فروع الفيزياء الأخرى. تم إنشاء فيزياء الكم ونظرياتها الأساسية - ميكانيكا الكم، ونظرية المجال الكمي - في النصف الأول من القرن العشرين على يد العديد من العلماء، بما في ذلك ماكس بلانك، وألبرت أينشتاين، وآرثر كومبتون، ولويس دي برولي، ونيلز بور، وإروين شرودنغر، وبول ديراك. ، فولفجانج باولي.تجمع فيزياء الكم بين عدة فروع للفيزياء، حيث تلعب ظواهر ميكانيكا الكم ونظرية المجال الكمي دورًا أساسيًا، والتي تظهر نفسها على مستوى العالم الصغير، ولكن لها أيضًا نتائج (وهو أمر مهم) على مستوى العالم الصغير. عالم ماكرو.

وتشمل هذه:

ميكانيكا الكم؛

نظرية المجال الكمي - وتطبيقاتها: الفيزياء النووية، فيزياء الجسيمات الأولية، فيزياء الطاقة العالية؛

الفيزياء الإحصائية الكم.

نظرية الكم للمادة المكثفة.

نظرية الكم للحالة الصلبة.

البصريات الكمومية.

مصطلح الكم نفسه (من الكم اللاتيني - "كم") هو جزء لا يتجزأ من أي كمية في الفيزياء. يعتمد هذا المفهوم على فكرة ميكانيكا الكم القائلة بأن بعض الكميات الفيزيائية يمكن أن تأخذ قيمًا معينة فقط (يقولون إن الكمية الفيزيائية مكممة). في بعض الحالات الخاصة المهمة، لا يمكن أن تكون هذه القيمة أو خطوة تغييرها سوى مضاعفات صحيحة لبعض القيمة الأساسية - وتسمى الأخيرة بالكم.

كميات بعض الحقول لها أسماء خاصة:

الفوتون - كم المجال الكهرومغناطيسي.

جلون - حقل كمي للمتجه (جلون) في ديناميكا اللون الكمومية (يوفر تفاعلًا قويًا) ؛

Graviton - الكم الافتراضي لحقل الجاذبية؛

الفونون هو كم من الحركة الاهتزازية للذرات في البلورة.

بشكل عام، التكميم هو إجراء لبناء شيء باستخدام مجموعة منفصلة من الكميات، على سبيل المثال، الأعداد الصحيحة،

بدلاً من البناء باستخدام مجموعة مستمرة من الكميات، مثل الأعداد الحقيقية.

في الفيزياء:

التكميم - بناء نسخة كمومية لبعض النظريات غير الكمومية (الكلاسيكية) أو النماذج الفيزيائية

وفقا لحقائق فيزياء الكم.

تكميم فاينمان هو التكميم من حيث التكاملات الوظيفية.

التكميم الثانوي هو طريقة لوصف الأنظمة الميكانيكية الكمومية متعددة الجسيمات.

تكميم ديراك

التكميم الهندسي

في علوم الكمبيوتر والإلكترونيات:

التكميم هو تقسيم مجموعة من القيم لكمية معينة إلى عدد محدود من الفواصل الزمنية.

ضوضاء التكميم هي الأخطاء التي تحدث عند رقمنة الإشارة التناظرية.

في الموسيقى:

تكميم النوتة الموسيقية - نقل النوتات الموسيقية إلى الإيقاعات الإيقاعية القريبة في جهاز التسلسل.

تجدر الإشارة إلى أنه على الرغم من عدد من النجاحات المعينة في وصف طبيعة العديد من الظواهر والعمليات التي تحدث في العالم من حولنا، فإن فيزياء الكم اليوم، إلى جانب المجموعة الكاملة من التخصصات الفرعية المتضمنة فيها، ليست مفهومًا كاملاً وكاملًا وعلى الرغم من أنه كان من المفهوم في البداية أنه في إطار فيزياء الكم، سيتم بناء نظام متكامل واحد ومتسق ويشرح جميع الظواهر المعروفة اليوم، إلا أنه ليس كذلك، على سبيل المثال، فيزياء الكم غير قادرة على شرح المبادئ والحاضر؛ نموذج عملي للجاذبية، على الرغم من أنه لا يشك أحد في أن الجاذبية أحد القوانين الأساسية الأساسية للكون، واستحالة تفسيرها من وجهة نظر المقاربات الكمومية تشير فقط إلى أنها غير كاملة وليست الحقيقة الكاملة والنهائية في الحالة الأخيرة.

علاوة على ذلك، توجد داخل فيزياء الكم نفسها تيارات واتجاهات مختلفة، يقدم ممثلو كل منها تفسيراتهم الخاصة للتجارب الظواهرية التي ليس لها تفسير لا لبس فيه. وفي فيزياء الكم نفسها، ليس لدى العلماء الذين يمثلونها رأي مشترك وفهم مشترك؛ بل إن تفسيراتهم وتفسيراتهم لنفس الظواهر تتعارض مع بعضها البعض. ويجب على القارئ أن يفهم أن فيزياء الكم نفسها ليست سوى مفهوم وسيط، ومجموعة من الأساليب والمناهج والخوارزميات المكونة لها، وقد يتبين أنه بعد مرور بعض الوقت سيتم تطوير مفهوم أكثر اكتمالًا وكمالًا وتماسكًا، مع ومع ذلك، فإن القارئ سيكون مهتمًا بالتأكيد بالظواهر الأساسية التي هي موضوع دراسة فيزياء الكم، والتي، عند الجمع بين النماذج التي تفسرها في نظام واحد، قد تصبح أساسًا لنظرية جديدة. نموذج علمي جديد تماما. إذن إليكم هذه الظواهر:

1. ازدواجية الموجة والجسيم.

في البداية، كان من المفترض أن ازدواجية الموجة والجسيم هي سمة من سمات فوتونات الضوء فقط، والتي في بعض الحالات

تتصرف مثل تيار من الجسيمات، وفي حالات أخرى مثل الأمواج. لكن العديد من التجارب في فيزياء الكم أظهرت أن هذا السلوك لا يقتصر على الفوتونات فحسب، بل يشمل أيضًا أي جسيمات، بما في ذلك تلك التي تشكل المادة الكثيفة فيزيائيًا. ومن أشهر التجارب في هذا المجال هي تجربة الشق المزدوج، حيث تم توجيه تيار من الإلكترونات إلى صفيحة كان فيها شقان ضيقان متوازيان، وخلف الصفيحة كانت هناك شاشة لا يمكن للإلكترونات اختراقها؛ انظر بالضبط ما هي الأنماط التي ظهرت عليها من الإلكترونات. وفي بعض الحالات يتكون هذا النمط من خطين متوازيين، مثل الشقين الموجودين على اللوحة الموجودة أمام الشاشة، والتي تميز سلوك شعاع الإلكترون، مثل تيار من الكرات الصغيرة، ولكن في حالات أخرى نمط تم تشكيلها على الشاشة، وهي سمة من سمات التداخل الموجي (العديد من الخطوط المتوازية، الأكثر سمكًا في المنتصف والخطوط الرقيقة عند الحواف). عند محاولة دراسة العملية بمزيد من التفصيل، اتضح أن الإلكترون الواحد يمكنه إما المرور عبر شق واحد فقط، أو من خلال شقين في نفس الوقت، وهو أمر مستحيل تمامًا إذا كان الإلكترون جسيمًا صلبًا فقط. في الواقع، في الوقت الحاضر هناك بالفعل وجهة نظر، على الرغم من عدم إثباتها، ولكن يبدو أنها قريبة جدًا من الحقيقة، وذات أهمية كبيرة من وجهة نظر فهم العالم، مفادها أن الإلكترون ليس في الواقع موجة ولا جسيمًا. ولكنها عبارة عن تشابك للطاقات الأولية، أو المواد، الملتوية معًا وتدور في مدار معين، وفي بعض الحالات توضح خصائص الموجة. وفي بعض خصائص الجسيم.

كثير من الناس العاديين ليس لديهم سوى القليل من الفهم لماهية السحابة الإلكترونية المحيطة بالذرة، والتي تم وصفها مرة أخرى

المدرسة، ما هي، سحابة من الإلكترونات، أي أن هناك الكثير منها، هذه الإلكترونات، لا، ليس هكذا، السحابة هي نفس الإلكترون،

إنه مجرد نوع من الانتشار في المدار، مثل القطرة، وعندما تحاول تحديد موقعه الدقيق، عليك دائمًا استخدامه

الأساليب الاحتمالية، لأنه على الرغم من إجراء عدد كبير من التجارب، لم يكن من الممكن أبدًا تحديد مكان تواجد الإلكترون بدقة في المدار في لحظة معينة من الزمن، ولا يمكن تحديد ذلك إلا باحتمال معين. وهذا كله لنفس السبب الذي يجعل الإلكترون ليس جسيمًا صلبًا، وتصويره، كما هو الحال في الكتب المدرسية، على أنه كرة صلبة تدور في المدار، هو أمر غير صحيح بالأساس ويعطي الأطفال فكرة خاطئة عن كيفية حدوث الأشياء في الواقع. في العمليات الطبيعية على المستوى الجزئي، في كل مكان حولنا، بما في ذلك داخل أنفسنا.

2. العلاقة بين الملاحظ والراصد، تأثير الراصد على المرصود.

في نفس التجارب التي أجريت على صفيحة ذات شقين وشاشة، وفي تجارب مماثلة، وجد بشكل غير متوقع أن سلوك الإلكترونات كموجات وكجسيمات كان يعتمد بشكل كامل على ما إذا كان هناك مراقب علمي مباشر في التجربة أم لا، وإذا كان حاضراً فما هي توقعاته من نتائج التجربة!

عندما توقع العالم الملاحظ أن تتصرف الإلكترونات كجسيمات، تصرفت كجسيمات، لكن عندما أخذ العالم الملاحظ مكانه وتوقع أن تتصرف كموجات، تصرفت الإلكترونات كتيار من الموجات! إن توقع المراقب يؤثر بشكل مباشر على نتيجة التجربة، وإن لم يكن في جميع الحالات، ولكن في نسبة قابلة للقياس من التجارب! من المهم جدًا أن نفهم أن التجربة المرصودة والمراقب نفسه ليسا شيئًا منفصلاً عن بعضهما البعض، بل هما جزء من شيء واحد نظام موحدمهما كانت الجدران التي تقف بينهما. ومن المهم للغاية أن ندرك أن عملية حياتنا بأكملها هي عبارة عن ملاحظة مستمرة ومتواصلة،

للآخرين والظواهر والأشياء وللنفس. وعلى الرغم من أن توقع ما يتم ملاحظته لا يحدد دائمًا نتيجة الإجراء بدقة،

وإلى جانب ذلك، هناك العديد من العوامل الأخرى، ولكن تأثيرها ملحوظ للغاية.

دعونا نتذكر كم مرة في حياتنا كانت هناك مواقف عندما يفعل شخص ما شيئًا ما، ويأتي إليه شخص آخر ويبدأ في مراقبته بعناية، وفي تلك اللحظة إما أن يرتكب هذا الشخص خطأً، أو يقوم ببعض الإجراءات غير الطوعية. والكثير من الناس على دراية بهذا الشعور بعيد المنال، عندما تقوم ببعض الإجراءات، فإنهم يبدأون في مراقبتك بعناية، ونتيجة لذلك، تتوقف عن القدرة على القيام بهذا الإجراء، على الرغم من أنك قبل ظهور المراقب كنت تقوم بذلك بنجاح كبير.

والآن لنتذكر أن معظم الناس يتربون ويتربون، سواء في المدارس أو في المعاهد، على أن كل ما حولنا، المادة الكثيفة فيزيائيا، وجميع الأشياء، ونحن أنفسنا، تتكون من ذرات، والذرات تتكون من نوى وتلك التي تدور حولها الإلكترونات، والنواة عبارة عن بروتونات ونيوترونات، وكل هذه كرات صلبة متصلة ببعضها البعض أنواع مختلفة الروابط الكيميائيةوأنواع هذه الروابط هي التي تحدد طبيعة المادة وخصائصها. وحول السلوك المحتمل للجسيمات من وجهة نظر الموجات، وبالتالي لجميع الأشياء التي تتكون منها هذه الجسيمات، ومن وجهة نظرنا،

لا أحد يتكلم! معظم الناس لا يعرفون هذا، لا يؤمنون به ولا يستخدمونه! أي أنها تتوقع أن تتصرف الأجسام المحيطة تمامًا كمجموعة من الجسيمات الصلبة. حسنًا، إنها تتصرف كمجموعة من الجسيمات في مجموعات مختلفة. لا يتوقع أحد تقريبًا أن يتصرف جسم مصنوع من مادة كثيفة جسديًا مثل تيار من الأمواج، ويبدو من المستحيل للحس السليم، على الرغم من عدم وجود عقبات أساسية أمام ذلك، وكل ذلك لأن الناس منذ الطفولة يتعلمون نماذج وفهمًا غير صحيح وخاطئ. العالم من حوله، ونتيجة لذلك عندما يكبر الإنسان، فإنه لا يستغل هذه الفرص، بل إنه لا يعرف حتى بوجودها. كيف يمكنك استخدام ما لا تعرفه؟ وبما أن هناك مليارات من هؤلاء الكافرين والجهلاء على هذا الكوكب، فمن الممكن تمامًا أن يتم تعريف مجمل الوعي الاجتماعي لجميع الناس على وجه الأرض، مثل نوع من المتوسط ​​في المستشفى، على أنه البنية الافتراضية للعالم من حولنا. كمجموعة من الجسيمات، وكتل البناء، ولا شيء أكثر من ذلك (فوفقًا لأحد النماذج، فإن البشرية جمعاء عبارة عن مجموعة ضخمة من المراقبين).

3. اللامكانية الكمومية والتشابك الكمي.

أحد المفاهيم الأساسية والمحددة لفيزياء الكم هو اللامكانية الكمومية والتشابك الكمي المرتبط ارتباطًا مباشرًا، أو التشابك الكمي، وهو في الأساس نفس الشيء. ومن الأمثلة الواضحة على التشابك الكمي، على سبيل المثال، التجارب التي أجراها آلان أسبكت، حيث تم إجراء استقطاب الفوتونات المنبعثة من نفس المصدر والمستقبلة من قبل مستقبلين مختلفين. وتبين أنه إذا قمت بتغيير استقطاب (اتجاه الدوران) لفوتون واحد، فإنه في نفس الوقت يتغير استقطاب الفوتون الثاني، والعكس، وهذا التغيير في الاستقطاب يحدث بشكل فوري، بغض النظر عن المسافة التي تفصلها هذه الفوتونات هم من بعضهم البعض. يبدو كما لو أن فوتونين منبعثين من مصدر واحد متصلان ببعضهما البعض، على الرغم من عدم وجود اتصال مكاني واضح بينهما، ويؤدي التغيير في معلمات أحد الفوتون على الفور إلى تغيير في معلمات الفوتون الآخر. من المهم أن نفهم أن ظاهرة التشابك الكمي، أو التشابك الكمي، صحيحة ليس فقط على المستوى الجزئي، ولكن أيضًا على المستوى الكلي.

كانت إحدى التجارب البصرية الأولى في هذا المجال هي تجربة علماء فيزياء قضيب الالتواء الروس (السوفيات آنذاك).

كان التصميم التجريبي على النحو التالي: أخذوا قطعة من الفحم البني الأكثر شيوعًا، المستخرج في مناجم للاحتراق في بيوت الغلايات، ونشروها إلى جزأين. نظرًا لأن البشرية كانت على دراية بالفحم منذ فترة طويلة جدًا، فهو موضوع تمت دراسته جيدًا، سواء من حيث خصائصه الفيزيائية والكيميائية، والروابط الجزيئية، والحرارة المنبعثة أثناء الاحتراق لكل وحدة حجم، وما إلى ذلك. لذلك، بقيت قطعة واحدة من هذا الفحم في المختبر في كييف، وتم نقل القطعة الثانية من الفحم إلى المختبر في كراكوف. تم قطع كل قطعة من هذه القطع بدورها إلى جزأين متطابقين، وكانت النتيجة وجود قطعتين متطابقتين من نفس الفحم في كييف، وقطعتين متطابقتين في كراكوف. ثم أخذوا قطعة واحدة في كل من كييف وكراكوف، وأحرقوا كليهما في نفس الوقت، وقاموا بقياس كمية الحرارة المنبعثة أثناء الاحتراق. وكما قد يتوقع المرء، فقد تبين أن الأمر مماثل تقريبًا. بعد ذلك، تم تشعيع قطعة من الفحم في كييف بمولد الالتواء (لم يتم تشعيع تلك الموجودة في كراكوف بأي شيء)، ومرة ​​أخرى تم حرق هاتين القطعتين. وهذه المرة، أنتجت كلتا القطعتين تأثير حرارة أكثر بحوالي 15% عند حرقهما مقارنة بالقطعتين الأوليين. وكانت الزيادة في إطلاق الحرارة أثناء احتراق الفحم في كييف مفهومة، لأنها تعرضت للإشعاع، ونتيجة لذلك تغير هيكلها الفيزيائي، مما تسبب في زيادة في إطلاق الحرارة أثناء الاحتراق بنحو 15٪. لكن تلك القطعة التي كانت موجودة في كراكوف زادت أيضًا من إطلاق الحرارة بنسبة 15٪، رغم أنها لم تتعرض للإشعاع بأي شيء! هذه القطعة من الفحم غيرت شكلها أيضًا الخصائص الفيزيائيةعلى الرغم من أنه لم يكن هو الذي تم تشعيعه، ولكن قطعة أخرى (التي كانت ذات يوم جزءًا من كل واحد، وهي نقطة مهمة بشكل أساسي لفهم الجوهر)، ولم تكن مسافة 2000 كيلومتر بين هذه القطع على الإطلاق عقبة، حدثت تغييرات في بنية قطعتي الفحم على الفور، وهو ما تم إثباته من خلال تكرار التجربة عدة مرات. لكن يجب أن نفهم أن هذه العملية لا تنطبق بالضرورة على الفحم فقط؛ إذ يمكنك استخدام أي مادة أخرى، ومن المتوقع تمامًا أن يكون التأثير هو نفسه تمامًا!

وهذا يعني أن التشابك الكمي واللامكانية الكمومية صحيحان أيضًا في العالم العياني، وليس فقط في العالم الصغير للجسيمات الأولية - بشكل عام، هذا صحيح تمامًا، لأن جميع الكائنات العيانية تتكون من هذه الجسيمات الأولية للغاية!

ولكي نكون منصفين، تجدر الإشارة إلى أن فيزيائيي الالتواء اعتبروا أن العديد من الظواهر الكمومية هي مظهر من مظاهر مجالات الالتواء، وعلى العكس من ذلك، اعتبر بعض فيزيائيي الكم أن مجالات الالتواء هي حالة خاصة من مظاهر التأثيرات الكمومية. وهذا بشكل عام ليس مفاجئًا، لأن كلاهما يدرس ويستكشف نفس العالم من حوله، بنفس القوانين العالمية، سواء على المستوى الجزئي أو الكلي،

وحتى لو استخدموا أساليب مختلفة ومصطلحات مختلفة عند تفسير الظواهر، فإن الجوهر لا يزال هو نفسه.

ولكن هل هذه الظاهرة تنطبق فقط على الجمادات؟ وما هو الوضع مع الكائنات الحية؟ وهل من الممكن اكتشاف تأثيرات مماثلة هناك؟

وتبين أن نعم، ومن الذين أثبتوا ذلك هو الطبيب الأمريكي كليف باكستر. في البداية، تخصص هذا العالم في اختبار جهاز كشف الكذب، أي جهاز كشف الكذب الذي يستخدم لاستجواب الأشخاص في مختبرات وكالة المخابرات المركزية. تم إجراء عدد من التجارب الناجحة لتسجيل وتحديد الحالات العاطفية المختلفة لدى الأشخاص الذين تم استجوابهم اعتمادًا على قراءات جهاز كشف الكذب، كما تم تطوير تقنيات فعالة لا تزال تستخدم حتى اليوم في الاستجوابات باستخدام جهاز كشف الكذب. وبمرور الوقت، توسعت اهتمامات الطبيب، وبدأ بإجراء تجارب على النباتات والحيوانات. ومن بين عدد من النتائج المثيرة للاهتمام للغاية، ينبغي للمرء أن يسلط الضوء على نتيجة ترتبط ارتباطًا مباشرًا بالتشابك الكمي وعدم الموضعية الكمومية، وهي ما يلي: تم أخذ عينات من الخلايا الحية من فم أحد المشاركين في التجربة ووضعها في أنبوب اختبار (من المعروف أن أن الخلايا التي تم أخذ عينات منها

يعيش الناس لعدة ساعات أخرى)، تم توصيل أنبوب الاختبار هذا بجهاز كشف الكذب. ثم سافر الشخص الذي أخذت منه هذه العينة عدة عشرات أو حتى مئات الكيلومترات وواجه مواقف مرهقة مختلفة هناك. على مدار سنوات من البحث، درس كليف باكستر جيدًا قراءات جهاز كشف الكذب التي تتوافق مع بعض القراءات الظروف العصيبةشخص. تم تنفيذ بروتوكول صارم، حيث تم تسجيل وقت التعرض للمواقف العصيبة بوضوح، كما تم الاحتفاظ ببروتوكول لتسجيل قراءات جهاز كشف الكذب المتصل بأنبوب اختبار مع خلايا لا تزال حية، وظهر شيء مذهل - على الرغم من ذلك المسافات الهائلة بين أنبوب الاختبار وأنبوب الاختبار مع الخلايا الحية، تزامن مثالي تقريبًا بين دخول الشخص في موقف مرهق ورد الفعل المتزامن تقريبًا للخلايا في شكل رسوم بيانية لكشف الكذب المقابلة، على الرغم من أن الخلايا المأخوذة من أ تم فصل الشخص للاختبار والشخص نفسه في الفضاء، ولا يزال هناك اتصال بينهما، وينعكس التغيير في الحالة العاطفية والعقلية للشخص على الفور تقريبًا في رد فعل الخلايا في أنبوب الاختبار.

وتكررت النتيجة عدة مرات، وكانت هناك محاولات لتركيب شاشات الرصاص من أجل عزل أنبوب الاختبار بجهاز كشف الكذب، ولكن هذا لم يساعد،

على الرغم من ذلك، حتى خلف الشاشة الرئيسية، حدث تسجيل متزامن تقريبًا للتغييرات في الولايات.

وهذا يعني أن التشابك الكمي واللامكانية الكمومية ينطبقان على كل من الطبيعة غير الحية والحية، علاوة على ذلك، فهو طبيعي تمامًا ظاهرة طبيعيةيحدث في كل مكان حولنا! أعتقد أن العديد من القراء مهتمون، بل وأكثر من ذلك، هل من الممكن السفر ليس فقط في الفضاء، ولكن أيضًا في الزمن؟ ربما هناك أي تجارب تؤكد ذلك، وربما يمكن أن يساعد التشابك الكمي واللامكانية الكمومية هنا؟ اتضح أن مثل هذه التجارب موجودة! تم تنفيذ إحداها من قبل عالم الفيزياء الفلكية السوفييتي الشهير نيكولاي ألكساندروفيتش كوزيريف، وتألفت مما يلي. يعلم الجميع أن موضع النجم الذي نراه في السماء ليس صحيحًا، لأنه على مدى آلاف السنين يطير الضوء من النجم إلينا، وخلال هذا الوقت يكون هو نفسه قد تحول بالفعل لمسافة قابلة للقياس تمامًا. بمعرفة المسار المقدر للنجم، يمكننا تخمين المكان الذي يجب أن يكون فيه الآن، علاوة على ذلك، يمكننا حساب المكان الذي يجب أن يكون فيه في المستقبل في اللحظة الزمنية التالية (بعد فترة زمنية تساوي الوقت الذي يستغرقه الضوء للطيران منا إلى هذا النجم)، إذا قمنا بتقريب مسار حركته وبمساعدة تلسكوب ذو تصميم خاص (تلسكوب مرآتي)، تم التأكد من أنه ليس هناك نوع من الإشارات فقط،

ينتشر في جميع أنحاء الكون على الفور تقريبًا، بغض النظر عن مسافة آلاف السنين الضوئية (أساسًا، "الانتشار" في الفضاء، مثل الإلكترون في المدار)، ولكن من الممكن أيضًا تسجيل إشارة من الموقع المستقبلي للنجم، أي الوضع الذي لم تكن فيه بعد، فلن تبقى هناك لفترة طويلة! علاوة على ذلك، فهو على وجه التحديد عند هذه النقطة المحسوبة من المسار. وهنا، ينشأ حتما الافتراض بأنه، مثل الإلكترون "الملطخ" على طول مدار، وهو في الأساس جسم كمي غير محلي، فإن نجمًا يدور حول مركز المجرة، مثل الإلكترون حول نواة الذرة، لديها أيضا بعض الخصائص المماثلة. وأيضا، تثبت هذه التجربة إمكانية نقل الإشارات ليس فقط في الفضاء، ولكن أيضا في الزمن. لقد فقدت هذه التجربة مصداقيتها بشكل كبير في وسائل الإعلام،

ونسب إليها خصائص أسطورية وصوفية، ولكن تجدر الإشارة إلى أنها تكررت أيضًا بعد وفاة كوزيريف في قاعدتين مختبريتين مختلفتين، من قبل مجموعتين مستقلتين من العلماء، واحدة في نوفوسيبيرسك (تحت قيادة الأكاديمي لافرينتييف)، والثانية في أوكرانيا، من قبل مجموعة كوكوتش البحثية، وعلى نجوم مختلفة، وفي كل مكان تم الحصول على نفس النتائج، مما يؤكد بحث كوزيريف! من أجل الإنصاف، تجدر الإشارة إلى أنه في كل من الهندسة الكهربائية والهندسة الراديوية هناك حالات يتم فيها استقبال الإشارة من قبل المتلقي في ظل ظروف معينة قبل لحظات قليلة من إرسالها من قبل المصدر. هذه الحقيقة، كقاعدة عامة، تم تجاهلها واعتبارها خطأ، ولسوء الحظ، في كثير من الأحيان، يبدو أن العلماء ببساطة لم يكن لديهم الشجاعة لتسمية الأسود بالأبيض والأسود بالأبيض، فقط لأنه من المفترض أنه مستحيل ولا يمكن أن يكون كذلك.

هل تم إجراء أي تجارب أخرى مماثلة تؤكد هذا الاستنتاج؟ وتبين أنهم كانوا دكتور في العلوم الطبية، الأكاديمي فلايل بتروفيتش كازناتشيف. تم تدريب المشغلين، وكان أحدهم يقع في نوفوسيبيرسك، والثاني في الشمال، في ديكسون. تم تطوير نظام الرموز وتعلمه جيدًا واستيعابه من قبل كلا المشغلين. في الوقت المحدد، وبمساعدة مرايا كوزيريف، تم إرسال إشارة من مشغل إلى آخر، ولم يعرف الجانب المستقبل مقدما أي من الرموز سيتم إرسالها. تم الاحتفاظ ببروتوكول صارم يتم من خلاله تسجيل أوقات إرسال واستقبال الرموز. وبعد التحقق من البروتوكولات، اتضح أنه تم استلام بعض الرموز في وقت واحد تقريبًا مع الإرسال، وتم استلام بعضها متأخرًا، وهو ما بدا ممكنًا وطبيعيًا تمامًا، ولكن تم قبول بعض الرموز من قبل المشغل قبل إرسالها! وهذا هو، في الواقع، تم إرسالهم من المستقبل إلى الماضي. ولا تزال هذه التجارب ليس لها تفسير علمي رسمي صارم، ولكن من الواضح أنها تحمل نفس الطبيعة. بناءً عليها، يمكننا أن نفترض بدرجة كافية من الدقة أن التشابك الكمي واللامكانية الكمومية ليسا ممكنين فحسب، بل موجودان أيضًا ليس فقط في المكان، ولكن أيضًا في الزمان!