7

С ветът на квантовата механика изобилства от необичайни явления и процеси, за които сякаш липсва логично обяснение. Поредното доказателство за това дойде съвсем наскоро, когато международен екип учени успя да докаже съществуването на ефекта на квантовия бумеранг.

Съществуват ли паралелни светове и как изглеждат?

Проведеният експеримент разкрил, че след като бъдат „подбутнати“, някои елементарни частици се завръщат в своите първоначални позиции.

Каква е причината за това? И при какви условия може да бъде наблюдаван този ефект?

Необходимите дефекти

За да бъде наблюдаван ефектът на квантовия бумеранг, трябва да бъде изпълнено едно важно условие - частиците да са в среда, която има много дефекти. Става въпрос за неща като липсващи атоми или такива, които не са правилно подредени. През 1958 г. физикът Филип Андерсън открил, че ако дадена материя е достатъчно дефектна, то електроните стават локализирани – т.е. са неспособни да се отдалечат твърде много от своята първоначална позиция. По този начин те пречат на материята, в която се намират, да провежда електричество, превръщайки това, което би могло да бъде метал, в изолатор. Въпросната локализация е необходимо условие, за да бъде наблюдаван ефектът на бумеранга. За своето откритие Андерсън получил Нобелова награда за физика през 1977 г.

Квантов парадокс може да промени представата ни за реалността, в която живеем

За да разбере какво точно се случва с квантовите частици, физикът Дейвид Уелд от Калифорнийския университет в Санта Барбара си представя как се смалява и попада в среда, изобилстваща от дефекти. „Ако взема в ръцете си един електрон и се опитам да го хвърля в някаква посока, той не просто ще се върне при мен, но и ще спре“, обяснява Уелд. По тази причина, отбелязва още той, електронът „ще се държи по-скоро като куче, отколкото като бумеранг“.

Все пак бумерангът ще профучи покрай вас, ако не го хванете, докато куче, на което сте хвърлили пръчка, ще я донесе и ще застане до краката ви, очаквайки да продължите така забавната за него игра, добавя ученият.

Инерционен бумеранг

Уелд и неговите колеги демонстрирали нагледно какво представлява ефектът на бумеранга, охлаждайки до много ниска температура 100 000 литиеви атоми. Те са значително по-лесни за проследяване от други, по-малки частици. Използвайки квантовата връзка между мястото и импулса (става въпрос за т. нар. принцип на неопределеността, формулиран от Вернер Хайзенберг.

Той доказал, че е невъзможно да се определи едновременно положението и скоростта на един електрон), учените се фокусирали върху възстановяването на движението, а не позицията на частиците. Изследваните атоми първоначално били неподвижни, но след като били „атакувани“ със серии от 25 лазерни импулса, за да им се придаде инерция, повечето от тях се премествали и връщали в първоначалните си позиции. Учените определят това явление като „инерционен бумеранг“.

Експертите също така установили какво е необходимо, за да бъде отстранен ефектът на бумеранга. Те обърнали внимание на един важен детайл - за съществуването му е необходимо наличието на т. нар. Т-симетрия (очакваната симетрия на физическите закони, независимо от това дали времето тече напред или назад).

Това означава, че частиците на практика ще се държат еднакво, независимо в каква посока се движи времето. Ако, обаче, моделът, по който се оказва влияние върху частиците, бъде неправилен, т.е. ако времето между отделните лазерни импулси се променя, то симетрията се нарушава и ефектът на бумеранга изчезва.

Вълни или частици?

„Това, което наблюдавахме, ме зарадва изключително много“, отбеляза теоретичният физик Патриция Виньоло, която е един от авторите на изследването. „Крайният резултат напълно отговаряше на нашите предварителни изчисления“, подчерта още тя. Въпреки че Филип Андерсън направил своето откритие за локализираните електрони преди повече от 60 години, ефектът на квантовия бумеранг е нещо, за което се говори от сравнително скоро. „В интерес на истината, допреди няколко години никой дори и не си помисляше да работи в тази насока. Все пак въпросният ефект е изцяло квантов и няма еквивалент в класическата физика“, смята физикът Доминик Деланд от лабораторията „Кастлер Бросел“ в Париж.

Ефектът на бумеранга също така е пряко свързан с една от основните концепции в квантовата механика – тази, според която частица може да бъде описана и като вълна. Въпросната концепция изразява неспособността на класическите понятия „частица“ и „вълна“ да обяснят напълно поведението на обекти в квантов мащаб. Както отбелязва Алберт Айнщайн: „Изправени сме пред нов вид трудности. Имаме две противоречиви картини на реалността: отделно нито едната от тях не обяснява напълно някои явления, но заедно го правят“.

Благодарение на работата на видни учени като Айнщайн, Нилс Бор, Макс Планк и Ервин Шрьодингер, съвременната квантова теория гласи, че всички частици проявяват вълнообразна природа и обратно. Това явление е проверено не само за елементарните частици, но и за такива, които са в състава на атоми или молекули. В същото време, обаче, вълновите свойства на макроскопичните частици не могат да бъдат наблюдавани заради изключително късите им дължини. Друга важна подробност е, че когато две вълни се срещнат, те взаимодействат помежду си по много сложен начин. Наблюденията на учените показват, че начинът, по който те се комбинират, може да оптимизира траекторията, по която дадена частица се завръща към своята първоначална позиция, като освен това се „елиминират“ всички останали пътища, водещи в други посоки.

Коментари 7
Кирилица:
Фонетична
Имате 2000 позволени символа

* Моля, коментирайте конкретната статия и използвайте кирилица! Не се толерират мнения с обидно или нецензурно съдържание, на верска или етническа основа, както и написани само с главни букви!

7 коментара
 
Обратно в сайта X

ДОСТЪП ЗА ЛОГНАТИ ПОТРЕБИТЕЛИ За да пишете, оценявате или докладвате коментари, моля логнете се в профила си.

  1. Запомни ме
забравена парола Полетата маркирани с * са задължителни
Полето Потребителско име не трябва да е празно.
Полето E-mail не трябва да е празно.
Полето Парола не трябва да е празно.
Полето Повторете паролата не трябва да е празно.
  1. Декларирам, че съм се запознал с Общите условия за ползване на услугите на Нетинфо.
Полетата маркирани с * са задължителни
Зеленски: Русия разположи 11 000 севернокорейски войници

Зеленски: Русия разположи 11 000 севернокорейски войници

Свят Преди 6 часа

Русия се опитва да изгони украинските сили от тази граничеща с Украйна територия

Три жертви след челен удар на пътя София - Варна

Три жертви след челен удар на пътя София - Варна

България Преди 7 часа

Движението се осъществява в едната лента в посока Варна

Отварят за движение северното платно на бул. „Сливница“ при “Опълченска“

Отварят за движение северното платно на бул. „Сливница“ при “Опълченска“

България Преди 10 часа

Възстановява се движението по пътните платна на мостовото съоръжение

„Възраждане” подписва декларацията на ПП-ДБ срещу гаранции

„Възраждане” подписва декларацията на ПП-ДБ срещу гаранции

България Преди 10 часа

От партията са изпратили на ПП-ДБ проект на решение за задължаване на Министерския съвет

ДАНС и МВР докладваха за изборните нарушения

ДАНС и МВР докладваха за изборните нарушения

България Преди 10 часа

От МВР посочват, че са били предприети всички необходими мерки

„Гунди - легенда за любовта“ събори 14-годишен рекорд  само за първите си 17 дни на екран

„Гунди - легенда за любовта“ събори 14-годишен рекорд само за първите си 17 дни на екран

Любопитно Преди 11 часа

Филмът на Димитър Димитров вече официално е най-гледаният български филм в новата история на родното кино

ПП-ДБ сезира Конституционния съд за изборите

ПП-ДБ сезира Конституционния съд за изборите

България Преди 11 часа

Атанасов: Внасяме конституционно искане, така че всички секции да бъдат повторно преброени

<p>Нова хипотеза: Маската на Тутанкамон е правена за жена</p>

Маската на Тутанкамон е правена за жена

Любопитно Преди 12 часа

Според учените внезапната смърт на Тутанкамон на 18-годишна възраст е причината лицето му да е изобразено върху това на истинския собственик на маската

Снимката е илюстративна

Google разкри местоположението на военни обекти в Украйна

Свят Преди 13 часа

Москва вече е започнала „активно да разпространява“ чувствителните изображения, заяви Андрий Коваленко

Иран екзекутира евреин

Иран екзекутира евреин

Свят Преди 13 часа

Екзекуцията на ирански граждани от религиозните малцинства в страната е рядкост

<p>Как се отмъщава с порно снимки</p>

Сърбия: Как се отмъщава с порно снимки

Свят Преди 14 часа

Лични секс снимки и видеа се разпространяват в социалните мрежи без съгласието на засегнатите

Защо толкова много загинаха в Испания? Европа все още не приема екстремното време

Защо толкова много загинаха в Испания? Европа все още не приема екстремното време

Свят Преди 14 часа

Въпреки доказателствата, хората се колебаят да свържат екстремното време с климатичната криза

Отсякоха с брадва ръката на човек във влак във Франция

Отсякоха с брадва ръката на човек във влак във Франция

Свят Преди 14 часа

Френските медии съобщиха, че във влака е възникнал спор

Снимка, направена на 16 октомври 2023 г., показва портрет на убития учител по френски Самуел Пати по време на церемония по отдаване на почит в училището Bois d`Aulne в Conflans-Sainte-Honorine, извън Париж, Франция, 16 октомври 2023 г.

Осем души на съд за обезглавен учител

Свят Преди 14 часа

Учителят показал карикатури на пророка Мохамед

<p>Топ 10 начина да бъдем по-щастливи</p>

Топ 10 начина да бъдем по-щастливи

Любопитно Преди 14 часа

Истинското щастие се крие в самите нас, ние го носим със себе си постоянно, но много често го потискаме и не му даваме после за изява