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

Последни

<p>Зеленски благодари на 4 държави&nbsp;за новите&nbsp;оръжейни доставки</p>

Зеленски благодари на съюзниците Германия, Финландия, Канада и Исландия за новите оръжейни доставки

Свят Преди 11 минути

Същевременно Зеленски обяви нови санкции срещу руски представители и компании

<p>&quot;Това споразумение е един компромис, което ще рече, че всеки не получава всичко онова, което иска&quot;</p>

Байдън приветства постигнатия компромис, чрез който ще бъде избегнат катастрофален дефолт на САЩ

Свят Преди 32 минути

"Това споразумение е един компромис, което ще рече, че всеки не получава всичко онова, което иска", се казва в изявление на Байдън

<p>ПП с пост във Facebook след замразените преговори от ГЕРБ-СДС</p>

"Продължаваме Промяната" с пост във Facebook след замразените преговори от ГЕРБ-СДС

България Преди 10 часа

"Трябва да има баланс между дълголетието на една политическа партия и ефективността от това дълголетие", пише в поста, придружен от снимка на Кирил Петков

<p>Мъжът, отворил врата на летящ самолет, обяснил, че се задушавал и искал да слезе</p>

Мъжът, отворил врата на летящ самолет в Южна Корея, обяснил, че се задушавал и искал да слезе

Свят Преди 11 часа

Дванадесет души пострадаха леко, когато мъжът отвори вратата на самолет Еърбъс А321 на „Асиана еърлайнс“ в петък, причинявайки разхерметизиране на салона

Атанас Атанасов

Атанас Атанасов: Борисов трябва да избере на коя страна застава

България Преди 11 часа

„България има крещяща нужда от редовно правителство. Правителство, доминирано от реформаторски, евроатлантически сили“, написа още във Facebook Атанасов

Владислав Панев

Владислав Панев от ПП-ДБ: Замразяването на преговорите от Мария Габриел и ГЕРБ-СДС е много умно решение

България Преди 11 часа

Той направи сравнение с борсовата търговия, от която по думите му знаем, че първите 48 часа след форсмажорно събитие е добре да не се прави нищо, защото, ако се направи, то ще е плод на емоция и ще струва много

Милен Матеев

Милен Матеев от "Продължаваме промяната": Ключовата дума е „замразяване“, а не „прекратяване“ на преговорите

България Преди 12 часа

Това коментира Милен Матеев, номиниран за министър на правосъдието в проектокабинета „Денков“

Григор Димитров

Григор Димитров загуби финала на турнира в Женева

Свят Преди 13 часа

Най-добрият български тенисист отстъпи в спора за трофея на чилиеца Николас Хари с 6:7(1), 1:6 за 1:36 часа игра

Роджър Уотърс

Роджър Уотърс отхвърли като политически мотивирани обвиненията в подстрекателство в Германия

Свят Преди 14 часа

"Елементите от моето представяне, които се поставят под въпрос, са твърде ясно заявление на опозицията ми към фашизма, несправедливостта и фанатизма във всичките му форми", се казва в изявление

<p>Борисов:&nbsp;Това ми е предложението, дали ще го подкрепят колегите в парламента, не знам</p>

Борисов: Да купим същите машини, които са в САЩ, същата марка, и с тях да провеждаме машинно гласуване

България Преди 15 часа

По думите му по този начин ще се избегне "далаверата с машинния вот"

Мария Габриел: Замразяваме преговорите с ПП-ДБ, всичко си има граници

Мария Габриел: Замразяваме преговорите с ПП-ДБ, всичко си има граници

България Преди 16 часа

„Всичко си има граници. Моята е, че не мога да приема демокрация да се гради на базата на лъжа, разклащане устоите на държавността и неспазване на фундаментални принципи на републиката“, подчерта тя

<p>Внимание, опасно време! Жълт код в цялата страна в неделя</p>

Внимание, гръмотевични бури! Жълт код в цялата страна в неделя

България Преди 16 часа

Максималните температури ще са между 21° и 26°, в София - около 21°

<p>Киев: Русия отслаби офанзивата си срещу Бахмут с тази цел</p>

Киев: Русия отслаби офанзивата си срещу Бахмут с цел прегрупиране на силите си

Свят Преди 17 часа

Руските сили продължават с атаките, но "като цяло нападателната активност е намаляла", заяви в "Телеграм" украинската заместник-министърка на отбраната Ханна Маляр

<p>&quot;Сърбия ще бъде твърда и непоколебима в защитата на своя народ&quot;</p>

Сръбският Съвет за национална сигурност: Армията ще остане в пълна бойна готовност до следващо нареждане

Свят Преди 17 часа

Съветът отбелязва, че мисията на НАТО в Косово и силите КейФОР не са си свършили работата съгласно Резолюция 1244 на Съвета за сигурност на ООН и Военно-техническо споразумение от Куманово

НАТО призова Косово да деескалира напрежението със Сърбия

НАТО призова Косово да деескалира напрежението със Сърбия

Свят Преди 17 часа

"Призоваваме институциите в Косово да деескалират незабавно напрежението и апелираме към всички страни да решат ситуацията чрез диалог", написа в Туитър говорителят на НАТО Оана Лунджеску

16-годишен тийнейджър уби майка си, сестра си и съседка в Истанбул

16-годишен тийнейджър уби майка си, сестра си и съседка в Истанбул

Свят Преди 17 часа

До кървавото нападение се е стигнало след скандал между тийнейджъра и семейството му