Dedaunan musim gugur keemasan dari pepohonan bersinar terang. Sinar matahari sore menyentuh puncak yang menipis. Cahaya menembus dahan-dahan dan menampilkan pemandangan sosok-sosok aneh yang berkelap-kelip di dinding "kapterka" universitas.
Tatapan serius Sir Hamilton perlahan-lahan meluncur, menyaksikan permainan chiaroscuro. Di kepala ahli matematika Irlandia itu, ada perpaduan pemikiran, ide, dan kesimpulan yang nyata. Dia sangat menyadari bahwa penjelasan dari banyak fenomena dengan bantuan mekanika Newton adalah seperti permainan bayangan di dinding, jalinan angka yang menipu dan meninggalkan banyak pertanyaan yang tidak terjawab. “Mungkin itu gelombang… atau mungkin aliran partikel,” renung ilmuwan, “atau cahaya adalah manifestasi dari kedua fenomena tersebut. Seperti sosok yang ditenun dari bayangan dan cahaya.”
Awal fisika kuantum
Menarik untuk melihat orang-orang hebat dan mencoba memahami bagaimana ide-ide hebat lahir yang mengubah arah evolusi seluruh umat manusia. Hamilton adalah salah satu dari mereka yang berdiri di atas asal usul fisika kuantum. Lima puluh tahun kemudian, pada awal abad kedua puluh, banyak ilmuwan terlibat dalam studi partikel elementer. Pengetahuan yang diperoleh tidak konsisten dan tidak tersusun. Namun, langkah pertama yang goyah telah diambil.
Memahami dunia mikro di awal abad ke-20
Pada tahun 1901, model atom pertama disajikan dan kegagalannya ditunjukkan, dari sudut pandang elektrodinamika biasa. Selama periode yang sama, Max Planck dan Niels Bohr menerbitkan banyak karya tentang sifat atom. Terlepas dari kerja keras mereka, tidak ada pemahaman yang lengkap tentang struktur atom.
Beberapa tahun kemudian, pada tahun 1905, seorang ilmuwan Jerman yang kurang dikenal, Albert Einstein, menerbitkan sebuah laporan tentang kemungkinan keberadaan kuantum cahaya di dua keadaan - gelombang dan sel (partikel). Dalam karyanya, argumen diberikan menjelaskan alasan kegagalan model. Namun, penglihatan Einstein dibatasi oleh pemahaman lama tentang model atom.
Setelah banyak karya Niels Bohr dan rekan-rekannya pada tahun 1925, arah baru lahir - semacam mekanika kuantum. Ekspresi umum - "mekanika kuantum" muncul tiga puluh tahun kemudian.
Apa yang kita ketahui tentang kuanta dan kebiasaannya?
Hari ini, fisika kuantum sudah cukup jauh. Banyak fenomena yang berbeda telah ditemukan. Tapi apa yang sebenarnya kita ketahui? Jawabannya dikemukakan oleh seorang ilmuwan modern. "Orang bisa percaya pada fisika kuantum atau tidak memahaminya," adalah definisi Richard Feynman. Pikirkan tentang hal itu sendiri. Cukuplah untuk menyebutkan fenomena seperti keterikatan kuantum partikel. Fenomena ini telah menjerumuskan dunia ilmiah ke dalam posisi kebingungan total. Lebih kaget lagiadalah bahwa paradoks yang dihasilkan tidak sesuai dengan hukum Newton dan Einstein.
Untuk pertama kalinya efek belitan kuantum foton dibahas pada tahun 1927 di Kongres Solvay kelima. Sebuah argumen panas muncul antara Niels Bohr dan Einstein. Paradoks belitan kuantum telah sepenuhnya mengubah pemahaman tentang esensi dunia material.
Diketahui bahwa semua benda terdiri dari partikel elementer. Dengan demikian, semua fenomena mekanika kuantum tercermin di dunia biasa. Niels Bohr berkata bahwa jika kita tidak melihat bulan, maka bulan tidak ada. Einstein menganggap ini tidak masuk akal dan percaya bahwa objek itu ada secara independen dari pengamat.
Saat mempelajari masalah mekanika kuantum, orang harus memahami bahwa mekanisme dan hukumnya saling berhubungan dan tidak mematuhi fisika klasik. Mari kita coba memahami area yang paling kontroversial - keterjeratan kuantum partikel.
Teori Keterikatan Kuantum
Pertama-tama, perlu dipahami bahwa fisika kuantum seperti sumur tanpa dasar di mana segala sesuatu dapat ditemukan. Fenomena keterjeratan kuantum pada awal abad terakhir dipelajari oleh Einstein, Bohr, Maxwell, Boyle, Bell, Planck dan banyak fisikawan lainnya. Sepanjang abad kedua puluh, ribuan ilmuwan di seluruh dunia secara aktif mempelajari dan bereksperimen.
Dunia tunduk pada hukum fisika yang ketat
Mengapa ada ketertarikan pada paradoks mekanika kuantum? Semuanya sangat sederhana: kita hidup, mematuhi hukum tertentu dari dunia fisik. Kemampuan untuk "melewati" takdir membuka pintu ajaib, lebih dari itudimana segala sesuatu menjadi mungkin. Misalnya, konsep "Kucing Schrödinger" mengarah pada kontrol materi. Ini juga akan menjadi mungkin untuk menteleportasi informasi, yang menyebabkan belitan kuantum. Transmisi informasi akan menjadi seketika, terlepas dari jarak. Masalah ini masih dalam kajian, tetapi memiliki tren positif.
Analogi dan pemahaman
Apa keunikan belitan kuantum, bagaimana memahaminya dan apa yang terjadi dengannya? Mari kita coba mencari tahu. Ini akan membutuhkan beberapa eksperimen pemikiran. Bayangkan Anda memiliki dua kotak di tangan Anda. Masing-masing berisi satu bola dengan garis. Sekarang kami memberikan satu kotak kepada astronot, dan dia terbang ke Mars. Segera setelah Anda membuka kotak dan melihat bahwa garis pada bola mendatar, maka di kotak lain bola akan secara otomatis memiliki garis vertikal. Ini akan menjadi belitan kuantum yang diungkapkan dengan kata-kata sederhana: satu objek menentukan posisi objek lainnya.
Namun, harus dipahami bahwa ini hanyalah penjelasan yang dangkal. Untuk mendapatkan keterikatan kuantum, partikel harus memiliki asal yang sama, seperti kembar.
Sangat penting untuk memahami bahwa eksperimen akan terganggu jika seseorang sebelum Anda memiliki kesempatan untuk melihat setidaknya satu objek.
Di mana keterikatan kuantum dapat digunakan?
Prinsip keterikatan kuantum dapat digunakan untuk mengirimkan informasi jarak jauhsegera. Kesimpulan seperti itu bertentangan dengan teori relativitas Einstein. Dikatakan bahwa kecepatan maksimum gerakan hanya melekat pada cahaya - tiga ratus ribu kilometer per detik. Transfer informasi ini memungkinkan terjadinya teleportasi fisik.
Segala sesuatu di dunia adalah informasi, termasuk materi. Fisikawan kuantum sampai pada kesimpulan ini. Pada tahun 2008, berdasarkan database teoretis, adalah mungkin untuk melihat keterjeratan kuantum dengan mata telanjang.
Ini sekali lagi menunjukkan bahwa kita berada di ambang penemuan hebat - bergerak dalam ruang dan waktu. Waktu di Alam Semesta adalah diskrit, sehingga pergerakan seketika dalam jarak yang sangat jauh memungkinkan untuk masuk ke kepadatan waktu yang berbeda (berdasarkan hipotesis Einstein, Bohr). Mungkin di masa depan akan menjadi kenyataan seperti ponsel saat ini.
Eterdinamika dan belitan kuantum
Menurut beberapa ilmuwan terkemuka, keterjeratan kuantum dijelaskan oleh fakta bahwa ruang diisi dengan sejenis eter - materi hitam. Setiap partikel elementer, seperti yang kita ketahui, ada dalam bentuk gelombang dan sel darah (partikel). Beberapa ilmuwan percaya bahwa semua partikel berada di "kanvas" energi gelap. Ini tidak mudah untuk dipahami. Mari kita coba mencari tahu dengan cara lain - metode asosiasi.
Bayangkan diri Anda berada di pantai. Angin sepoi-sepoi dan angin sepoi-sepoi. Lihat ombak? Dan di suatu tempat di kejauhan, dalam pantulan sinar matahari, sebuah perahu layar terlihat.
Kapal akan menjadi partikel dasar kita, dan laut akan menjadi eter (gelapenergi). Laut dapat bergerak dalam bentuk gelombang yang terlihat dan tetesan air. Dengan cara yang sama, semua partikel elementer dapat berupa lautan (bagian integralnya) atau partikel terpisah - setetes.
Ini adalah contoh yang disederhanakan, semuanya sedikit lebih rumit. Partikel tanpa kehadiran pengamat berbentuk gelombang dan tidak memiliki lokasi tetap.
Perahu layar putih adalah objek yang dibedakan, berbeda dari permukaan dan struktur air laut. Dengan cara yang sama, ada "puncak" di lautan energi yang dapat kita rasakan sebagai manifestasi dari kekuatan yang kita kenal yang telah membentuk bagian material dunia.
Microworld hidup dengan hukumnya sendiri
Prinsip keterikatan kuantum dapat dipahami jika kita memperhitungkan fakta bahwa partikel elementer berbentuk gelombang. Tanpa lokasi dan karakteristik tertentu, kedua partikel tersebut berada di lautan energi. Pada saat pengamat muncul, gelombang “berubah” menjadi objek yang dapat disentuh. Partikel kedua, mengamati sistem kesetimbangan, memperoleh sifat yang berlawanan.
Artikel yang dijelaskan tidak ditujukan untuk deskripsi ilmiah yang luas tentang dunia kuantum. Kemampuan orang awam untuk memahami didasarkan pada ketersediaan pemahaman materi yang disajikan.
Fisika partikel mempelajari keterjeratan keadaan kuantum berdasarkan spin (rotasi) partikel elementer.
Bahasa ilmiah (disederhanakan) - keterikatan kuantum didefinisikan oleh putaran yang berbeda. PADADalam proses mengamati objek, para ilmuwan melihat bahwa hanya ada dua putaran - sepanjang dan seberang. Anehnya, di posisi lain, partikel tidak "berpose" ke pengamat.
Hipotesis baru - pandangan baru tentang dunia
Studi tentang mikrokosmos - ruang partikel elementer - memunculkan banyak hipotesis dan asumsi. Efek belitan kuantum mendorong para ilmuwan untuk berpikir tentang keberadaan semacam mikrolattice kuantum. Menurut pendapat mereka, di setiap simpul - titik persimpangan - ada kuantum. Semua energi adalah kisi integral, dan manifestasi serta pergerakan partikel hanya mungkin melalui simpul kisi.
Ukuran "jendela" dari kisi-kisi semacam itu cukup kecil, dan pengukuran peralatan modern tidak mungkin dilakukan. Namun, untuk mengkonfirmasi atau menyangkal hipotesis ini, para ilmuwan memutuskan untuk mempelajari gerakan foton dalam kisi kuantum spasial. Intinya adalah bahwa foton dapat bergerak lurus atau zig-zag - sepanjang diagonal kisi. Dalam kasus kedua, setelah mengatasi jarak yang lebih jauh, ia akan menghabiskan lebih banyak energi. Oleh karena itu, akan berbeda dengan foton yang bergerak lurus.
Mungkin pada waktunya kita akan belajar bahwa kita hidup dalam kisi kuantum spasial. Atau asumsi ini mungkin salah. Namun, prinsip belitan kuantumlah yang menunjukkan kemungkinan keberadaan kisi.
Dalam istilah sederhana, dalam "kubus" spasial hipotetis definisi satu wajah membawa arti yang berlawanan dengan yang lain. Ini adalah prinsip melestarikan struktur ruang -waktu.
Epilog
Untuk memahami dunia fisika kuantum yang magis dan misterius, ada baiknya melihat secara dekat perjalanan sains selama lima ratus tahun terakhir. Dulu Bumi itu datar, bukan bulat. Alasannya jelas: jika bentuknya bulat, maka air dan manusia tidak akan tahan.
Seperti yang bisa kita lihat, masalah muncul karena tidak adanya visi lengkap dari semua kekuatan yang bekerja. Ada kemungkinan bahwa sains modern tidak memiliki visi tentang semua gaya aksi untuk memahami fisika kuantum. Kesenjangan visi memunculkan sistem kontradiksi dan paradoks. Mungkin dunia magis mekanika kuantum memiliki jawaban atas pertanyaan-pertanyaan ini.
