Все новости » Наука и технологии » За гранью науки » Почему с точки зрения квантовой физики чайник может никогда не закипеть?

Почему с точки зрения квантовой физики чайник может никогда не закипеть?



Могут ли ваши мысли предотвратить или ускорить распад частицы?
Эксперименты в квантовой физике показали, что исследователь может физически воздействовать на объект, за которым он наблюдает. Это происходит почти как в пословице: «Кто над чайником стоит, у того он не кипит».

Исследователи обнаружили, что акт измерения некоторых частиц может либо остановить, либо ускорить распад частиц. Частые измерения тормозят распад.

Изменяя время измерения различными способами (см. ниже), учёные также сумели ускорить распад. Этот эффект наблюдения противоречит распаду по экспоненциальному закону.

Замедление распада известно как квантовый эффект Зенона. Он был впервые описан Байдьянатом Мизра и Джорджом Сударшаном в докладе 1977 г. под название «Парадокс Зенона в квантовой теории», который был опубликован в Журнале математической физики. Он получил своё название по имени греческого философа Зенона Элейского.

Эндрю Циммерман Джонс объясняет эффект Зенона в статье на сайте About.com: «Чтобы достичь любой отдалённой точки, вы должны пересечь половину расстояния к этой точке. Для этого вам нужно проделать путь в половину этого отрезка. А затем ещё половину… В итоге оказывается, что вы должны пройти бесконечное количество половин отрезков, поэтому на самом деле вы не можете достигнуть этой точки».

Звучит несколько заумно, но то же самое можно сказать о любом аспекте квантовой физики.

Процесс ускорения распада известен как эффект анти-Зенона.
Физики из Техасского университета в Остине изучали эффект Зенона и анти-Зенона на нестабильных частицах. Результаты исследования были опубликованы в Physical Review Letters в 2001 г. Они проводили опыты на атомах натрия.

Эффект Зенона действительно работал. По сравнению с образцами, которые не трогали, у часто замеряемых частиц распад был замедлен. Эффект анти-Зенона также подтвердился на опыте.
Эффект анти-Зенона

Когда частицы распадались без вмешательства со стороны, у них наблюдался период, в течение которого они медленно распадались, затем наблюдался промежуточный период, после которого наступал быстрый распад.

Физики выдвинули гипотезу, что если они вмешаются в процесс распада сразу после промежуточного этапа, они смогут сохранить частицы в состоянии очень быстрого распада. Когда они проверили эту гипотезу, оказалось, что она работает.

Правда, всё это не позволит достичь бессмертия, остановив старение клеток тела. Но благодаря этому можно создать квантовые компьютеры.

Квантовые компьютеры

Гипотетические квантовые компьютеры огромной мощности могли бы решать сложные задачи в самых разных областях, от химии до искусственного интеллекта.

В статье «Квантовый компьютер ― следующий прорыв» репортёр New York Times Джон Маркофф объясняет: «В основе обычных компьютеров лежит бит, 1 или 0, представляя единственную величину в вычислении. Квантовый компьютер основан на кубитах, которые представляют 1 и 0 одновременно».

«Они находятся в сложном состоянии ― физически разделённые с другими кубитами, но действующие, как будто они связаны и могут представлять множество величин одновременно. Это бы позволило забыть о существующих ограничениях вычислительной мощности».

Учёные из Университета Гумбольдта в Берлине в 2013 г. обнаружили, что эффект Зенона может происходить в алмазах, что делает алмазы потенциальным материалом для строительства квантового компьютера.

Группа учёных изучала электрон, обнаруженный внутри дефекта в алмазе. Они использовали микроволны, чтобы изменить положение спина в электроне, и обнаружили, что при частых измерениях электрон прекращал колебания между двумя возможными положениями.

Рональд Вальсворт, атомный физик из Гарвардского университета, в 2010 г. предположил, что эффект Зенона действует в алмазах. После публикации открытия исследователей Университета Гумбольдта, Вальсворт сказал в интервью журналу Nature, что количество доказательств растёт, но прежде чем мы начнём планировать строительство квантовых компьютеров необходимо провести дальнейшие опыты, чтобы убедиться, что распад вызван квантовым процессом, а не какими-то другими факторами.

* Фото от Shutterstock
Версия на английском



НОВОСТИ ПАРТНЁРОВ

История коммунизма


Нажмите "Подписаться на канал", чтобы читать epochtimes в Яндекс Дзен

ПОДПИСАТЬСЯ
Top