Квантовая механика

14 декабря 1900 года в мире физики родилась принципиально новая теория, впоследствии выросшая
в невероятную для простого обывателя и не менее странную для физиков квантовую механику.
Уравнения фон Неймана, Гейзенберга и Шредингера известны даже школьникам, а сам Эйнштейн
называл некоторые проявления квантмеха «ужасным действием на расстоянии». Туннельный эффект,
квантовая телепортация, параллельные вселенные и принцип неопределенности — все это следствия
странной и ускальзывающей теории квантовой механики. Странной, но работающей.

10 загадок пространства-времени, которые сможет решить квантовая гравитация

13 Ноября 2017 в 15:30, Илья Хель 19 378 просмотров 137

Общая теория относительности Эйнштейна, в которой гравитация рождается вследствие искривления пространства-времени, замечательна. Она была подтверждена с невероятным уровнем точности, в некоторых случаях до пятнадцати знаков после запятой. Одним из самых интересных ее предсказаний было существование гравитационных волн: ряби в пространстве-времени, которая свободно распространяется. Не так давно эти волны были пойманы детекторами LIGO и VIRGO.

Читать далее

Можно ли отправить послание, ничего не отправляя?

9 Июля 2017 в 21:00, Илья Хель 15 012 просмотра 18

Мы связываемся между собой при помощи частиц. Звонки и сообщения едут верхом на волнах света, веб-сайты и фотографии загружаются на электронах. Все коммуникации по своей сути физические. Информация записывается и передается реальным объектам, даже если мы их не видим. Физики также подключаются к миру, когда общаются с ним. Они отправляют вспышки света в направлении частиц или атомов и ждут, когда свет вернется обратно. Свет взаимодействует с частицами материи, и изменение поведения света проливает свет (извините за каламбур) на свойства частиц — хотя эти взаимодействия зачастую меняют и частицы. Процесс этого общения называется измерением.

Читать далее

Шесть примеров, когда квантовые компьютеры нам очень помогут

4 Июля 2017 в 12:00, Илья Хель 17 572 просмотра 19

Компьютеры не существуют в вакууме. Они решают проблемы, и проблемы, которые они решают, определяются исключительно аппаратным обеспечением. Графические процессоры обрабатывают изображения; процессоры искусственного интеллекта обеспечивают работу алгоритмов ИИ; квантовые компьютеры предназначены для… чего?

Читать далее

Может ли сознание человека влиять на физический мир?

27 Мая 2017 в 9:00, Илья Хель 32 793 просмотра 115

Пожалуй, один из самых интригующих и интересных феноменов в квантовой физике был в том, что Эйнштейн называл «жутким действием на расстоянии», также известным как квантовая запутанность. Этот квантовый эффект лежит в основе работы квантовых компьютеров, поскольку квантовые биты (кубиты) полагаются на запутанность для обработки данных и информации. Также это явление лежит в основе теории возможной квантовой телепортации.

Читать далее

Ученые открыли новое квантовое состояние материи

23 Апреля 2017 в 9:00, Николай Хижняк 18 926 просмотров 12

Физики кафедры квантовой информации и материи Калифорнийского технологического института обнаружили новое состояние материи – трехмерные жидкие квантовые кристаллы. Открытие обещает прогресс в разработке технологий сверхбыстрых квантово-компьютерных вычислений и, по мнению ученых, является «лишь вершиной айсберга».

Читать далее

10 невероятных последствий развития квантовых технологий

6 Апреля 2017 в 13:30, Илья Хель 27 154 просмотра 19

В научном сообществе образовался консенсус, что первый полностью функциональный квантовый компьютер будет готов приблизительно через десять лет — и это событие такого масштаба, что многие эксперты призывают считать годы, оставшиеся до «квантума».

Большинство людей, хотя бы немного знакомых с основными идеями квантовой механики, считают эту область несколько «странноватой», поскольку она иногда озадачивает даже опытных квантовых физиков. В голове появляются картинки людей, ходящих по стенам, путешествующих во времени и общей неопределенности, которая грозит искоренить наши самые привычные представления об истине и реальности. Стандартные измерения становятся бессмысленными.

Читать далее

Мы живем в компьютерной симуляции? А доказать?

22 Марта 2017 в 13:30, Николай Хижняк 23 869 просмотров 39

У науки нет ответов на все вопросы. Есть множество вещей, которые наука, возможно, никогда не будет в состоянии доказать или опровергнуть. Например, существование Бога. Однако есть тема, которую в нынешних научных и околонаучных реалиях обсуждать куда интереснее. Ее предложил шведский философ-современник Ник Бостром, а также несколько других весьма видных ученых. Звучит она так: живем ли мы в компьютерной симуляции?

Читать далее

Физики заявляют, что даже в идеальном вакууме может быть трение

28 Февраля 2017 в 15:00, Николай Хижняк 9 423 просмотра 39

Один из фундаментальных постулатов современной физики гласит, что в среде идеального вакуума – пространстве, не содержащем какую-либо материю, – не может существовать такого процесса, как трение, потому как полностью пустое пространство не может воздействовать этой силой на объекты, проходящие через него.

Читать далее

Новая радикальная гипотеза предлагает «простое объяснение темной энергии»

24 Января 2017 в 13:30, Николай Хижняк 20 903 просмотра 142

Десятилетиями ученые ломают головы над тем фактом, что наша Вселенная расширяется. С логической точки зрения гравитация должна притягивать галактики друг к другу, однако наблюдения 1990-х годов показали, что Вселенная не просто расширяется, она расширяется с ускоряющей тенденцией, и виной тому является так называемая темная энергия.

Читать далее

Физики нашли теоретический способ охлаждения объекта до абсолютного нуля

17 Января 2017 в 15:30, Николай Хижняк 10 269 просмотров 5

В квантовой механике существует понятие квантового предела, который, помимо прочего, объясняет, насколько сильно экспериментальным путем можно охлаждать объекты. Физики Национального института стандарта и технологий (NIST) совсем недавно смогли охладить объект до температур ниже этого квантового предела, теоретически доказав, что технология, которую они для этого использовали, подходит и для того, чтобы охлаждать объекты до абсолютного нуля (−273,15 °C), то есть состояния, при котором материя лишается абсолютно любой энергии и движения.

Читать далее

Найден материал, существующий между классическим и квантовым мирами

8 Декабря 2016 в 15:00, Илья Хель 18 142 просмотра 77

Эксперименты с использованием лазерного света и кусочков серого материала размером с кончик ногтя могут предложить подсказки к фундаментальной научной загадке: какая связь между повседневным миром классической физики и скрытым квантовым миром, который подчиняется совершенно другим правилам?

«Мы обнаружили конкретный материал, который находится между этими двумя режимами», говорит Питер Армитаж, доцент физики в Университете Джона Хопкинса, опубликовавший свою работу в журнале Nature. Шесть ученых из Джона Хопкинса и Университета Рутгерса работали над материалами под названием топологические изоляторы, которые могут проводить электричество на своей поверхности толщиной в атом, но не внутри.

Читать далее

Существует ли другая копия вас в параллельной Вселенной?

1 Декабря 2016 в 16:30, Илья Хель 16 970 просмотров 41

Одна из самых интересных для обсуждения и размышлений тем — идея того, что наша реальность, наша Вселенная, может быть не единственной версией, расписанием происходящих событий. Возможно, существуют другие вселенные, с другими версиями нас, другими историями и исходами событий, не такими, как у нас. Что касается физики, то с научной точки зрения эта тема тоже крайне интересна. Вот что на самом деле наука говорит о том, может ли это быть правдой или нет.

Читать далее

Ученые: Время существует лишь в наших головах

27 Сентября 2016 в 18:30, Николай Хижняк 44 004 просмотра 97

Прошлое. Настоящее. Будущее. Для физики это все одно и то же. Однако для вас, меня и всех остальных время движется только в одном направлении: от ожиданий к опыту и воспоминаниям. Эта линейность носит название оси времени (иногда называют стрелой времени), и некоторые физики считают, что движется она в одном направлении только для человека и других видов, способных воспринимать ее движение только таким образом.

Читать далее

Самый мощный в мире квантовый компьютер на самом деле не квантовый

23 Августа 2016 в 12:00, Николай Хижняк 23 744 просмотра 15

В июле 2016 года компания Lockheed Martin увеличила производительность своего Центра квантовых вычислений (находится в Институте научной информации, США) за счет 1098 кубитов. Компания, занимающаяся разработкой систем безопасности и аэрокосмическими технологиями, вот уже в течение шести с половиной лет интересуется сферой квантовых вычислений. Оно и неудивительно. В ближайшие 20 лет эта технология обещает оказать серьезное влияние практически на все, что только можно, начиная от проектов академических исследований и заканчивая виртуальной кибербезопасностью.

Читать далее

Новое состояние кота Шредингера позволяет находиться сразу в двух местах одновременно

1 Июня 2016 в 19:30, Николай Хижняк 11 895 просмотров 17

Скорее всего, вы слышали о парадоксе кота Шредингера. Речь идет о гипотетическом коте внутри коробки, находящемся одновременно в двух состояниях — живым и мертвым — до тех пор, пока мы не откроем коробку, чтобы посмотреть. Это так называемая квантовая суперпозиция. Так вот, физики Йельского университета выяснили, как сохранить оба состояния кота сразу в двух коробках. О своей работе ученые поделились на страницах журнала Science.

Читать далее

11 удивительных вещей, которые произойдут до конца существования Вселенной

21 Мая 2016 в 14:00, Илья Хель 29 973 просмотра 44

Ничто не вечно. И наша Вселенная, конечно, тоже умрет. Поговаривают, ее ждет вечное расширение и, в конце концов, смерть от энтропии. Вселенная увеличивается, и энтропия растет и будет расти, пока все, что нам дорого, не умрет. Но это сантименты, а мы люди ученые, поэтому нам интересно, как будет выглядеть конец Вселенной? Чем он будет сопровождаться? Не, ну любопытно же.

Читать далее

Можно ли применить квантовую запутанность для коммуникаций быстрее света?

9 Мая 2016 в 21:00, Илья Хель 12 234 просмотра 25

В прошлом месяце миллиардер Юрий Мильнер и астрофизик Стивен Хокинг объявили о проекте Breakthrough Starshot: невероятно амбициозном плане отправить первый сделанный людьми космический аппарат в другую звездную систему в нашей галактике. Гигантский лазерный массив мог бы запустить аппарат размером с микрочип к другой звезде на скорости в 20% от световой. Но непонятно, как это небольшое устройство сможет связаться с нами через огромное межзвездное пространство. Как насчет квантовой запутанности? Можно ли применить ее для такой связи?

Читать далее

Физики предложили ИИ придумывать немыслимые квантовые эксперименты

29 Марта 2016 в 20:30, Илья Хель 8 379 просмотров 6

Ученые пытаются разгадать странную природу поведения квантовых частиц и с этой целью обратились к хитроумному программному обеспечению, чтобы оно придумывало немыслимые эксперименты. Квантовая физика бросает вызов человеческой интуиции — даже интуиции физика Марио Кренна из Венского университета. Ее противоречивое свойство усложняет задачу ученых придумывать эксперименты, которые способствуют исследованиям этой области. Но теперь, чтобы избежать подводных камней интуиции, Кренн и его коллеги разработали компьютерную программу, которая автоматически создает новые квантовые эксперименты, до которых сами физики додуматься не смогли бы.

Читать далее

Исследовать структуру времени физикам помогает квантовая механика и… философия

7 Февраля 2016 в 11:00, Илья Хель 10 756 просмотров 74

Хотя в теории время можно делить на бесконечно малые интервалы, мельчайшим физически осмысленным интервалом времени считается планковское время, которое приблизительно равно 10-43 секунды. Этот конечный предел означает, что два события не могут быть разделены временем, которое будет меньше этого промежутка. Но теперь, в новой работе физики пришли к выводу, что кратчайший физически осмысленный интервал времени может быть на самом деле на несколько порядков больше времени Планка. Кроме того, физики продемонстрировали, что существование такого минимального времени изменяет базовые уравнения квантовой механики, и поскольку квантовая механика описывает все физические системы на мельчайших масштабах, это также изменяет и описание всех квантово-механических систем.

Читать далее

Забудьте про кота Шредингера: в новом квантовом парадоксе замешаны голуби

25 Января 2016 в 17:35, Илья Хель 15 552 просмотра 240

В этом месяце в Трудах Национальной академии наук (PNAS) появилось исследование, в котором было представлено новое квантовое явление. Авторы назвали его «принципом квантовых голубей и ящиков». До этого открытия этот принцип был широко известен в традиционной науке как «принцип голубей и ящиков» (в английском языке), или как принцип Дирихле.

Читать далее

Как и свет, пространство-время может создавать радугу

19 Января 2016 в 10:30, Илья Хель 8 218 просмотров 159

Когда белый свет проходит через призму, радуга на другом конце демонстрирует богатую палитру цветов. Теоретики физического факультета Варшавского университета показали, что в моделях Вселенной, использующих любую квантовую теорию гравитации, должны быть также своего рода «радуги», состоящие из разных версий пространства-времени. Этот механизм предсказывает, что вместо единого и общего пространства-времени частицы различных энергий должны ощущать слегка измененные его версии.

Читать далее

Физики предложили способ извлечь информацию из черной дыры

26 Декабря 2015 в 14:00, Илья Хель 14 864 просмотра 31

Черные дыры получили свое название потому, что их гравитация настолько сильна, что удерживает даже свет. А раз свет не может покинуть черную дыру, то и информация, выходит, тоже — познакомьтесь с информационным парадоксом черной дыры. Как ни странно, физики проявили теоретическую ловкость рук и придумали способ извлечь соринку информации, упавшей в черную дыру. Их расчет затрагивает одну из крупнейших загадок в физике: каким образом вся информация, попавшая в черную дыру, утекает по мере «испарения» черной дыры. Считают, что это должно происходить, но как — никто не знает.

Читать далее

Четыре факта о квантовой физике, о которых не рассказывают профессора

31 Октября 2015 в 17:00, Илья Хель 37 820 просмотров 19

Мы частенько говорим о квантовой физике, и многие из нас, если не все, в свое время напрягали мозги, силясь понять, что вообще происходит. Но что может быть еще более странным, чем эти странные и бесконечные интегралы вместе со сложнейшей математикой, которая развивалась десятилетиями?

Читать далее

Создан материал, позволяющий свету двигаться с бесконечно большой скоростью

23 Октября 2015 в 16:30, Андрей Барабаш 18 597 просмотров 27

Исследователи из Гарвардского университета заявили о создании способа управления светом на наноуровне, который может привести к созданию фотонных телекоммуникаций (вместо современных электронных). Как сообщается, команда исследователей разработала метаматериал из кремниевых опор, заключённых в полимер и обёрнутых золотой плёнкой, которая снижает коэффициент преломления до нуля. Говоря русским языком, это означает, что световая волна может проходить этот материал со скоростью, стремящейся к бесконечности, при этом не нарушая известные законы физики.

Читать далее

Квантовые технологии появятся на британских улицах уже через два года

19 Октября 2015 в 21:30, Илья Хель 9 948 просмотров 13

Вы слышали о квантовой механике, а теперь пора знакомиться с квантовыми инженерами. Спустя десятки лет пребывания в лаборатории, квантовая наука постепенно превращается в технологию, которая будет влиять на вашу повседневную жизнь. Если этим амбициозным планам суждено сбыться, к 2020 году в Великобритании может появиться самый мощный квантовый компьютер в мире, безопасная квантовая сеть на всю страну и многочисленные квантовые отрасли.

Читать далее

Квантовая физика объяснит ваши странные поступки

20 Сентября 2015 в 19:00, Илья Хель 28 289 просмотров 28

В следующий раз, когда кто-то обвинит вас в принятии иррациональных решений, просто объясните, что повинуетесь законам квантовой физики. В психологии складывается новая тенденция, которая не только использует квантовую физику для объяснения человеческого (иногда) парадоксального мышления, но и может помочь ученым разрешить определенные противоречия в результатах предыдущих психологических исследований.

Читать далее

Шесть фактов о квантовой физике, которые должен знать каждый

15 Июля 2015 в 16:30, Илья Хель 66 048 просмотров 59

Неподготовленного слушателя квантовая физика пугает с самого начала знакомства. Она странная и нелогичная, даже для физиков, которые имеют с ней дело каждый день. Но она не непонятная. Если вас интересует квантовая физика, на самом деле есть шесть ключевых понятий из нее, которые необходимо удерживать в уме. Нет, они мало связаны с квантовыми явлениями. И это не мысленные эксперименты. Просто намотайте их на ус, и квантовую физику будет намного проще понять.

Читать далее

Можно ли выявить параллельную Вселенную на квантовом уровне?

12 Июня 2015 в 10:30, Илья Хель 14 388 просмотров 66

Может ли странное поведение квантовых частиц указывать на существование других параллельных вселенных? Этим вопросом около пяти лет назад задался Билл Пуарье, профессор химии Техасского университета. Правда, тогда Билл не догадывался, что по мере вникания в квантовую механику сложных молекул он свалится в кроличью нору и начнет искать свидетельства других параллельных миров, которые могут проявляться в нашем собственном на квантовом уровне.

Читать далее

Нужна ли квантовой гравитации теория струн?

11 Июня 2015 в 12:30, Илья Хель 12 811 просмотр 64

«Я просто думаю, что в струнной теории произошло слишком много хороших вещей, чтобы она была совершенно неправильной. Люди не очень хорошо ее понимают, но я просто не верю в гигантский космический замысел, который создал эту невероятную вещь, и чтобы она не имела ничего общего с реальным миром», — сказал однажды Эдвард Уиттен.

Читать далее

Какова роль квантовых флуктуаций в происхождении Вселенной?

8 Июня 2015 в 10:30, Илья Хель 5 017 просмотров 17

Данные, собранные телескопом Планка, подтвердили несомненную теорию квантового происхождения структуры Вселенной. Что именно произошло после рождения Вселенной? Почему сформировались звезды, планеты и гигантские галактики? На эти вопросы пытается ответить Вячеслав Муханов, космолог из Университета Людвига Максимилиана в Мюнхене, эксперт в области теоретической космологии.

Читать далее