bj
    >> Φυσικές Επιστήμες >  >> η φυσικη

Αυτό που κάνετε αυτή τη στιγμή είναι απόδειξη της Κβαντικής Θεωρίας

Κανείς δεν καταλαβαίνει την κβαντική μηχανική», είπε ο Ρίτσαρντ Φάινμαν. Πολύ μετά την ανακάλυψη του Max Planck το 1900 ότι η ενέργεια έρχεται σε ξεχωριστά πακέτα ή κβάντα, η κβαντική φυσική παραμένει αινιγματική. Είναι πολύ διαφορετικό από το πώς λειτουργούν τα πράγματα σε μεγαλύτερες κλίμακες, όπου τα αντικείμενα από τις μπάλες του μπέιζμπολ μέχρι τα αυτοκίνητα ακολουθούν τους νόμους της μηχανικής και της βαρύτητας του Νεύτωνα, σύμφωνα με τις δικές μας σωματικές εμπειρίες. Αλλά σε κβαντικό επίπεδο, ένα ηλεκτρόνιο είναι ένα σωματίδιο και ένα κύμα, και το φως είναι ένα κύμα και ένα σωματίδιο (δυαδικότητα κύματος-σωματιδίου). ένα ηλεκτρόνιο σε ένα άτομο παίρνει μόνο ορισμένες ενέργειες (κβαντισμός ενέργειας). Τα ηλεκτρόνια ή τα φωτόνια μπορούν να επηρεάσουν ακαριαία το ένα το άλλο σε αυθαίρετες αποστάσεις (μπλέκωμα και τηλεμεταφορά). ένα κβαντικό αντικείμενο υπάρχει σε διαφορετικές καταστάσεις μέχρι να μετρηθεί (υπέρθεση, ή γενικά, η γάτα του Schrödinger). και μια πραγματική φυσική δύναμη αναδύεται από το φαινομενικό τίποτα του κενού (το φαινόμενο Casimir).

Για μια θεωρία που κανείς δεν καταλαβαίνει, η κβαντική φυσική έχει αλλάξει την ανθρώπινη κοινωνία με αξιοσημείωτους τρόπους. Βρίσκεται πίσω από την ψηφιακή τεχνολογία των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων και τη νέα τεχνολογία των διόδων εκπομπής φωτός που μας οδηγεί σε έναν πιο πράσινο κόσμο. Οι επιστήμονες είναι τώρα ενθουσιασμένοι από μια από τις πιο άπιαστες έννοιες της κβαντικής φυσικής, την ιδέα των εφήμερων «εικονικών» φωτονίων, τα οποία θα μπορούσαν να καταστήσουν δυνατές μη επεμβατικές ιατρικές μεθόδους για τη διάγνωση της καρδιάς και του εγκεφάλου. Αυτές οι συνδέσεις απεικονίζουν τη ροή των ιδεών από την επιστημονική αφαίρεση στη χρήσιμη εφαρμογή. Αλλά υπάρχει επίσης μια αντίθετη ροή, όπου οι ρεαλιστικές απαιτήσεις δημιουργούν βαθιά διορατικότητα. Οι παγκόσμιοι νόμοι της θερμοδυναμικής έχουν τις ρίζες τους στις προσπάθειες του Γάλλου μηχανικού του 19ου αιώνα Sadi Carnot να κάνει την κορυφαία τεχνολογία της εποχής, την ατμομηχανή, πιο αποτελεσματική. Ομοίως, η ανάπτυξη της κβαντικής τεχνολογίας οδηγεί σε βαθύτερη γνώση του κβαντικού. Η αλληλεπίδραση μεταξύ της καθαρής θεωρίας, και των αποτελεσμάτων της στον καθημερινό κόσμο, είναι ένα συνεχές χαρακτηριστικό της επιστήμης καθώς αναπτύσσεται. Στην κβαντική φυσική, αυτή η αλληλεπίδραση ανάγεται σε έναν από τους ιδρυτές της, τον Δανό φυσικό Niels Bohr.

Το 1913, ο Bohr εφάρμοσε κβαντικές ιδέες στο απλούστερο άτομο, το υδρογόνο. Βρήκε ότι το μοναχικό ηλεκτρόνιο μπορούσε να καταλάβει μόνο ορισμένες τροχιές γύρω από το κεντρικό πρωτόνιο, η καθεμία με μια συγκεκριμένη ενέργεια, αλλά όχι τα ενδιάμεσα διαστήματα ή ενέργειες. Το ηλεκτρόνιο μεταπηδά σε άλλες τροχιές απορροφώντας ενέργεια ή εκπέμποντάς την ως φωτόνιο σε μήκος κύματος που ορίζεται από τις εμπλεκόμενες τροχιακές ενέργειες. Το μοντέλο του Bohr σημείωσε τεράστια επιτυχία όταν προέβλεψε τα ακριβή μήκη κύματος του φωτός που εκπέμπεται από το ενεργοποιημένο αέριο υδρογόνο. Τα κβαντικά άλματα στα κενά μεταξύ των επιπέδων ενέργειας παράγουν επίσης το ζωηρά χρωματισμένο φως από διαφημιστικές πινακίδες γεμάτες με νέον και άλλα αέρια, από λέιζερ και από LED.

Τα ενεργειακά κενά βρίσκονται επίσης στο επίκεντρο της ψηφιακής ηλεκτρονικής και των υπολογιστών, τα οποία εξαρτώνται από το ημιαγώγιμο τρανζίστορ, που εφευρέθηκε το 1947. Οι ημιαγωγοί βρίσκονται μεταξύ μετάλλων, με πολλά ελεύθερα ηλεκτρόνια που μεταφέρουν ηλεκτρικό ρεύμα, και μονωτών, των οποίων τα ηλεκτρόνια συγκρατούνται μέσα στα άτομά τους και δεν μπορούν σχηματίζουν ένα ρεύμα. Τα ηλεκτρόνια σε έναν ημιαγωγό περιορίζονται επίσης στα άτομά του, αλλά μόλις πηδήσουν σε ένα λεγόμενο διάκενο ζώνης, μπορούν να ταξιδέψουν ελεύθερα για να σχηματίσουν ηλεκτρικό ρεύμα. Αυτό το ρεύμα μπορεί να χειριστεί με ακρίβεια για να ενεργοποιείται και να απενεργοποιείται ως διακόπτης, να ενισχύει τα σήματα και να εκτελεί άλλες ηλεκτρονικές λειτουργίες όταν ο ημιαγωγός διαμορφώνεται σε τρανζίστορ. Τα τρανζίστορ που παράγονται σε εκατομμύρια μέσα σε ολοκληρωμένα κυκλώματα από ημιαγώγιμο πυρίτιο ελέγχουν την ψηφιακή τεχνολογία που καθορίζει τον κόσμο μας. Το χάσμα ζώνης που βρίσκεται κάτω από όλα αυτά είναι ένα καθαρό κβαντικό φαινόμενο που προκύπτει επειδή τα ηλεκτρόνια σε έναν ημιαγωγό καταλαμβάνουν ζώνες ενέργειας που χωρίζονται από απαγορευμένες περιοχές.

Το γεγονός ότι η ενέργεια είναι ασυνεχής σε μικρές κλίμακες έρχεται σε αντίθεση με την άποψή μας για τον συνηθισμένο κόσμο, αλλά τώρα θεωρούμε δεδομένη αυτή την πτυχή της φύσης. Ωστόσο, η υπέρθεση, η εμπλοκή και η τηλεμεταφορά εγείρουν βαθύτερα ερωτήματα σχετικά με την κβαντική θεωρία, αλλά και εμπνέουν τη νέα τεχνολογία.

Η υπέρθεση συνδέεται με τη διάσημη εξίσωση του Erwin Schrödinger, που δημοσιεύτηκε το 1926. Είναι το κβαντικό ισοδύναμο της εξίσωσης του Νεύτωνα F =μα (δηλαδή δύναμη =μάζα x επιτάχυνση, η βασική εξίσωση της κίνησης των σωματιδίων) αλλά περιγράφει μια υποατομική οντότητα όπως ένα ηλεκτρόνιο ως κύμα, όχι ως σωματίδιο (αν και χωρίς να μας λέει τι είναι αυτό το κύμα). Ωστόσο, η λύση της εξίσωσης, που ονομάζεται κυματοσυνάρτηση, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό οποιασδήποτε ιδιότητας της οντότητας, όπως η θέση της, αλλά όχι οριστικά. Η κυματοσυνάρτηση δίνει μόνο την πιθανότητα ότι το ηλεκτρόνιο μπορεί να υπάρχει σε μια δεδομένη θέση σε ένα άτομο. Κατ' αρχήν, κάθε θέση είναι δυνατή ανάλογα με την πιθανότητά της έως ότου μετρηθεί ένα ηλεκτρόνιο, όταν η κυματοσυνάρτηση λέγεται ότι "καταρρέει" σε αυτήν την τιμή.

Αυτή η άποψη της κβαντικής συμπεριφοράς ονομάζεται ερμηνεία της Κοπεγχάγης λόγω του ρόλου του Bohr στην ανάπτυξή της. Είναι σαν να λέμε ότι μια τράπουλα περιέχει 52 διαφορετικές καταστάσεις που θα μπορούσε να λάβει ένα επιλεγμένο φύλλο, σε αυτήν την περίπτωση, με ίσες πιθανότητες. αλλά μόλις επιλέξετε μια κάρτα, αυτό γίνεται η πραγματική κατάσταση, αφήνοντας τα άλλα 51 άσχετα. Αλλά η αναλογία είναι ατελής:Πιστεύουμε ακράδαντα ότι το κοστούμι και η αξία που τυπώνονται σε κάθε κάρτα είναι αληθινά και καθορίζονται είτε κάποιος επιλέξει ένα φύλλο είτε όχι. Στην κλασική φυσική υποθέτουμε επίσης ότι τα αντικείμενα έχουν συγκεκριμένες ιδιότητες ακόμα κι αν δεν μετρώνται, μια πεποίθηση που ονομάζεται ρεαλισμός. Αλλά η άποψη της Κοπεγχάγης καθιστά αμφίβολο εάν ένα ηλεκτρόνιο ή ένα φωτόνιο έχει καθορισμένες τιμές ανεξάρτητες από μια μέτρηση.

Εάν, διαβάζοντας αυτό, αναρωτιέστε πώς και γιατί η πράξη της μέτρησης επηρεάζει κατά κάποιο τρόπο βαθιά τη φύση του πράγματος που μετρήθηκε, δεν είστε μόνοι. Αυτό είναι ένα από τα διαρκή ερωτήματα που ο Αϊνστάιν, μεταξύ άλλων φυσικών, αλλά και φιλοσόφων, έχει θέσει αλλά δεν έχει απαντήσει ακόμη, αφήνοντας αδιευκρίνιστο το πλήρες νόημα της κβαντικής θεωρίας. Η άποψη της Κοπεγχάγης χρησιμοποιείται ευρέως, αλλά άλλες ερμηνείες προσπαθούν να επιλύσουν τα ζητήματα που εγείρει.

Ανεξάρτητα από αυτό, η υπέρθεση επιτρέπει μια νέα προσέγγιση στον υπολογισμό. Για παράδειγμα:Ένα φωτόνιο έχει ένα ηλεκτρικό πεδίο που μπορεί να πολωθεί ώστε να δείχνει προς μια δεδομένη κατεύθυνση. Αυτό μπορεί να διευθετηθεί έτσι ώστε υπό υπέρθεση, το φωτόνιο να έχει 50 τοις εκατό πιθανότητα να δείχνει είτε κάθετα είτε οριζόντια, αντιπροσωπεύοντας το δυαδικό "1" ή το "0" αντίστοιχα. Το αποτέλεσμα είναι ένα bit κβαντικού υπολογιστή (ένα "qubit") που είναι και 1 και 0 μέχρι να μετρηθεί. Ένα συνηθισμένο bit υπολογιστή είναι μόνο 1 ή 0, επομένως η χρήση qubits ενισχύει την υπολογιστική ικανότητα κατά έναν παράγοντα 2 όπου n είναι ο αριθμός των qubits. Για παράδειγμα, τέσσερα συνηθισμένα bit μπορούν να χωρέσουν μόνο έναν από τους 16 δυαδικούς αριθμούς 0000 έως 1111 (δεκαδικός αριθμός 0 έως 15), αλλά τέσσερα qubit συγκρατούν και τα 16 ταυτόχρονα. Με τον παράλληλο χειρισμό πολλών δεδομένων, ένας κβαντικός υπολογιστής παίρνει την υπολογιστική ισχύ σε πρωτοφανή επίπεδα.

Εκτός από τα φωτόνια, τα qubits μπορούν να βασιστούν σε κβαντικά αντικείμενα και συστήματα όπως τα ηλεκτρόνια, τα ιόντα και οι υπεραγωγοί. Οι ερευνητές δοκιμάζουν τώρα αυτές τις προσεγγίσεις για να βρουν την καλύτερη για εμπορικούς κβαντικούς υπολογισμούς. Η IBM σχεδιάζει ένα υπεραγώγιμο τσιπ 1.000 qubit σε δύο χρόνια. Ακόμη και ένας μικρότερος υπολογιστής 11 qubit, ένας που βασίζεται σε qubit ιόντων, μπορεί κατ 'αρχήν να κάνει ταχυδακτυλουργικά 2.048 αριθμούς ταυτόχρονα.

Το Entanglement παρέχει άλλους νέους τρόπους χειρισμού δεδομένων. αλλά όταν ο Schrödinger επινόησε τον όρο το 1935, σκεφτόταν τη διαπλοκή ως «όχι ένα αλλά προφανώς το χαρακτηριστικό γνώρισμα της κβαντικής μηχανικής». Αυτό το καθοριστικό χαρακτηριστικό μπορεί να απεικονιστεί με ένα ζεύγος ηλεκτρονίων. Λόγω της ιδιότητας που ονομάζεται σπιν, τα ηλεκτρόνια είναι σαν μικροσκοπικοί μαγνήτες με βόρειο πόλο που δείχνει είτε προς τα πάνω είτε προς τα κάτω. Είναι δυνατό να δημιουργηθεί ένα ζεύγος ηλεκτρονίων με ολικό σπιν μηδέν, με έναν βόρειο πόλο προς τα πάνω και τον άλλο προς τα κάτω, αλλά δεν ξέρουμε ποιο είναι ποιο. Τώρα διαχωρίστε τα δύο ηλεκτρόνια που απέχουν μεταξύ τους όσο θέλετε και μετρήστε την κατεύθυνση σπιν του ηλεκτρονίου Α. τότε όποιο κι αν είναι το αποτέλεσμα, μια μέτρηση της κατεύθυνσης σπιν του ηλεκτρονίου Β δίνει πάντα την αντίθετη τιμή.

Αυτή είναι η εμπλοκή, όπου μια μέτρηση μιας ιδιότητας ενός από δύο συνδεδεμένα κβαντικά αντικείμενα θέτει στιγμιαία την τιμή αυτής της ιδιότητας στο άλλο, ανεξάρτητα από την απόσταση. Πολυάριθμα πειράματα επιβεβαιώνουν ότι τα κβαντικά αντικείμενα συσχετίζονται με τρόπους που δεν είναι τα συνηθισμένα αντικείμενα, ακόμη και αν απέχουν μεταξύ τους. Το 2017, μια ομάδα υπό τον Jian-Wei Pan του Πανεπιστημίου Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κίνας έδειξε ότι ένα ζεύγος φωτονίων παρέμεινε μπερδεμένο σε απόσταση ρεκόρ 1.200 χιλιομέτρων. Τα πειράματα δείχνουν επίσης ότι οποιαδήποτε αλληλεπίδραση μεταξύ μπερδεμένων αντικειμένων συμβαίνει πιο γρήγορα από ό,τι θα επέτρεπε η ταχύτητα του φωτός. Αυτό παραβιάζει την κατάσταση που ονομάζεται εντοπιότητα που προκύπτει από την ειδική σχετικότητα, κάτι που προβλημάτισε τον Αϊνστάιν όταν αποκάλεσε τη διαπλοκή «απόκοσμη δράση σε απόσταση». Με τον κβαντικό ρεαλισμό ήδη αμφίβολο, πολλοί φυσικοί τείνουν στην άποψη ότι τόσο ο ρεαλισμός όσο και η τοπικότητα δεν ισχύουν στον κβαντικό κόσμο.

Ωστόσο, μέσω του ρόλου της στην τηλεμεταφορά, η εμπλοκή επιτρέπει την κβαντική τηλεπικοινωνία, ακόμη και σε παγκόσμια κλίμακα. Το 1993, ο Charles Bennet της IBM και οι συνεργάτες του διατύπωσαν τη θεωρία για το πώς ακριβώς να αντιγράψετε και να στείλετε την άγνωστη κατάσταση ενός κβαντικού συστήματος σε έναν απομακρυσμένο δέκτη, δηλαδή την τηλεμεταφορά κβαντικών πληροφοριών. Αυτό ήταν επαναστατικό γιατί στην κβαντική θεωρία, δεν μπορεί κανείς να κλωνοποιήσει ακριβώς, ας πούμε, ένα φωτόνιο με άγνωστη πόλωση, αφού η δημιουργία αντιγράφων θα παρείχε έναν τρόπο αποφυγής της αρχής της αβεβαιότητας. Αλλά η εμπλοκή παρέχει μια άλλη λύση:Εάν μετρήσετε την πόλωση ενός μπερδεμένου φωτονίου, γνωρίζετε την πόλωση του συντρόφου του χωρίς άμεση μέτρηση. Το χαρτί Bennett πρότεινε τη χρήση μπερδεμένων φωτονίων Α και Β, που βρίσκονται αντίστοιχα με τον αποστολέα και τον παραλήπτη, για τη μετάδοση της άγνωστης κατάστασης ενός τρίτου φωτονίου Χ στο φωτόνιο Β.

Το 1997 ο ​​Anton Zeilinger, τότε στο Πανεπιστήμιο του Innsbruck, και οι συνεργάτες του τηλεμεταφέρουν επιτυχώς την άγνωστη κατάσταση πόλωσης ενός φωτονίου. Τέτοια πειράματα έχουν ανοίξει την πόρτα για τη διανομή δεδομένων με τη μορφή πολωμένων qubits φωτονίων, με ένα τεράστιο πλεονέκτημα:Η κβαντική φύση της τηλεμεταφοράς καθιστά τη μεταφορά εμπιστευτικών πληροφοριών ασφαλή έναντι παραποίησης ή υποκλοπής. Αυτό δεν είναι απλώς ένα ζήτημα στα μυθιστορήματα κατασκοπείας:Η ασφάλεια είναι απαραίτητη σε μια σειρά ηλεκτρονικών συναλλαγών που υποστηρίζουν το διαδικτυακό εμπόριο και τις χρηματοοικονομικές μεταφορές και φέρουν ιδιωτικές πληροφορίες.

Για ασφάλεια, αυτές οι μεταδόσεις κρυπτογραφούνται και στη συνέχεια αποκωδικοποιούνται από τον παραλήπτη με ένα μυστικό κλειδί που αποστέλλεται μέσω ενός ξεχωριστού ασφαλούς καναλιού, όπου η μέθοδος είναι ευάλωτη. Σε ένα κβαντικό σύστημα, ωστόσο, το κλειδί είναι μια τυχαία σειρά qubits, η οποία είναι αδιάψευστη:Εάν ένας τρίτος διαβάσει ή αλλάξει το κλειδί, αυτό ισοδυναμεί με κβαντική μέτρηση, αλλάζοντας το κλειδί με τρόπο που ο αποστολέας και ο παραλήπτης μπορεί να ανιχνεύσει. Με αυτό το χαρακτηριστικό, η κβαντική τηλεμεταφορά αυξάνει τη δυνατότητα ενός απόλυτα ασφαλούς παγκόσμιου δικτύου που θα υλοποιείται μέσω διαστημικών δορυφορικών εκπομπών σε μεγάλες αποστάσεις. Η μετάδοση των εμπλεκόμενων φωτονίων μήκους 1.200 χιλιομέτρων πραγματοποιήθηκε μεταξύ διαστημικού δορυφόρου και επίγειων σταθμών. Είναι ένα πρώτο βήμα προς ένα παγκόσμιο κβαντικό διαδίκτυο.

Τα κβαντικά φαινόμενα που μεταφράζονται στην τεχνολογία είναι αντιδιαισθητικά και δύσκολα οραματίζονται, αλλά μια πρόσφατη εξέλιξη μας φέρνει πίσω στον οικείο κόσμο της Νευτώνειας μηχανικής με μια πραγματική φυσική δύναμη - εκτός από το ότι προκύπτει από το κβαντικό κενό, το οποίο σε αντίθεση με την κλασική ιδέα του κενού, δεν είναι κενό. Αντίθετα, στην επέκταση της κβαντικής μηχανικής που ονομάζεται κβαντική θεωρία πεδίου, το κενό του χώρου είναι η χαμηλότερη ενεργειακή κατάσταση του σύμπαντος και υποστηρίζει «εικονικά» στοιχειώδη σωματίδια που εμφανίζονται για λίγο στην ύπαρξη. Αυτά περιλαμβάνουν εικονικά φωτόνια με ποικίλα μήκη κύματος. Το 1948, ο Ολλανδός θεωρητικός Hendrik Casimir προέβλεψε ότι δύο ελάχιστα διαχωρισμένες παράλληλες μεταλλικές πλάκες τοποθετημένες σε αυτό το κβαντικό κενό θα έλκονταν μεταξύ τους. Αυτό συμβαίνει επειδή μόνο τα κύματα που ταιριάζουν ακριβώς στο κενό μεταξύ των πλακών επιβιώνουν εκεί, παράγοντας χαμηλότερη ενεργειακή πυκνότητα από ό,τι υπάρχει έξω από τις πλάκες και ως εκ τούτου μια δύναμη προς τα μέσα. Αυτή η δύναμη είναι εξαιρετικά μικρή, όπως και η απαραίτητη απόσταση μεταξύ των πλακών, περίπου 100 νανόμετρα.

Τελικά το 1997 οι λεπτές μετρήσεις επιβεβαίωσαν ποσοτικά την πρόβλεψη του Casimir και άλλα αποτελέσματα δείχνουν ότι η επίδραση εμφανίζεται επίσης και για τα μη μέταλλα σε διαφορετικές γεωμετρίες. Από τότε, ερευνητές σε μικρο- και νανο-ηλεκτρομηχανικά συστήματα - συσκευές μεγέθους τσιπ που συνδυάζουν ηλεκτρικές και μηχανικές λειτουργίες - έχουν αρχίσει να εκμεταλλεύονται τη δύναμη Casimir. Η ευαισθησία του σε μικρές αποστάσεις επιτρέπει εξαιρετικά ακριβείς μετρήσεις παρακολουθώντας μηχανικές κινήσεις. Μια πολλά υποσχόμενη ιδέα είναι να χρησιμοποιηθεί αυτή η τεχνολογία για την εξέταση της ανθρώπινης καρδιάς και εγκεφάλου χωρίς φυσική επαφή, μετρώντας τα εξαιρετικά μικρά μαγνητικά πεδία που δημιουργούν. Προς το παρόν αυτό γίνεται με ογκώδη εξοπλισμό που χρειάζεται κρυογονική ψύξη. Αντίθετα, ένα ηλεκτρομηχανικό τσιπ θα χρησιμοποιούσε το φαινόμενο Casimir για να αναλύσει μια καρδιά ή τον εγκέφαλο ακριβώς στο γραφείο ενός γιατρού σε θερμοκρασία δωματίου.

Εκτός από τη χρησιμότητά της, η κβαντική τεχνολογία δείχνει ότι η εφαρμοσμένη κβαντική φυσική μπορεί να διευρύνει τη θεμελιώδη κατανόηση. Έξυπνοι κβαντικοί επιστήμονες έδειξαν ότι η τηλεμεταφορά μπορεί να κάνει ένα τέλος γύρω από την αρχή της αβεβαιότητας και να επιτύχει ένα πραγματικό αποτέλεσμα, ασφαλείς τηλεπικοινωνίες. Σε αυτή την περίπτωση, οι ερευνητές έμαθαν πώς να χειρίζονται τα κβαντικά αποτελέσματα για να αποφύγουν μια βασική αρχή. αλλά επίσης εκτιμήστε ότι η ασφαλής φύση των τηλεμεταφερόμενων κλειδιών που αποτελούνται από qubits προκύπτει από άλλες βασικές κβαντικές ιδιότητες, την τυχαιότητα και την ευαισθησία στη μέτρηση.

Θα καταλάβουμε όμως ποτέ πλήρως γιατί η κβαντική θεωρία λειτουργεί τόσο καλά; Ο απόφοιτος σύμβουλος του Feynman, ο διακεκριμένος θεωρητικός John Archibald Wheeler, δεν είχε την απάντηση, αλλά δήλωσε ξεκάθαρα τον στόχο όταν έγραψε το 1984 ότι «η πιο επαναστατική ανακάλυψη στην επιστήμη δεν έχει έρθει ακόμη! … όχι αμφισβητώντας το κβάντο, αλλά αποκαλύπτοντας αυτή την εντελώς απλή ιδέα που απαιτεί το κβάντο.”

Ο Sidney Perkowitz είναι ομότιμος καθηγητής Φυσικής Candler στο Πανεπιστήμιο Emory. Τα τελευταία του βιβλία είναι Φυσική:Μια πολύ σύντομη εισαγωγή και Επιστημονικά Σκίτσα (προσεχώς, 2022).

Αναφορές

1. Adesso, G., Lo Franco, R., &Parigi, V. Θεμέλια της κβαντικής μηχανικής και η επίδρασή τους στη σύγχρονη κοινωνία. Philosophical Transactions of the Royal Society A 376 , 20180112 (2018).

2. Valich, L. Ένα μικρό βήμα για τα ηλεκτρόνια, ένα τεράστιο άλμα για τους κβαντικούς υπολογιστές. www.rochester.edu (2019).

3. Gambetta, J. Ο οδικός χάρτης της IBM για την κλιμάκωση της κβαντικής τεχνολογίας. www.research.ibm.com (2020).

4. Wright, Κ., et al. Συγκριτική αξιολόγηση υπολογιστή 11 qubit. Επικοινωνίες για τη φύση 10 , 5464 (2019).

5. Popkin, G. Ο κβαντικός δορυφόρος της Κίνας επιτυγχάνει «απόκοσμη δράση» σε απόσταση ρεκόρ. Επιστήμη (2017).

Επικεφαλής εικόνα:Bakhtiar Zein / Shutterstock


Ποιος βρήκε πραγματικά το μποζόνιο Higgs

Σε όσους λένε ότι δεν υπάρχει χώρος για ιδιοφυΐα στη σύγχρονη επιστήμη επειδή τα πάντα έχουν ανακαλυφθεί, η Fabiola Gianotti έχει μια κοφτή απάντηση. «Όχι, καθόλου», λέει ο πρώην εκπρόσωπος του Πειράματος ATLAS, του μεγαλύτερου ανιχνευτή σωματιδίων στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων στο CERN. «Μέχρι τι

Είναι καιρός να αγκαλιάσουμε τις μη επαληθευμένες θεωρίες;

Στον κόσμο της σύγχρονης φυσικής, υπάρχει αλλαγή. Οι ερευνητές προσπαθούν τόσο σκληρά να πηδήξουν πέρα ​​από την ως επί το πλείστον καθιερωμένη επιστήμη του Καθιερωμένου Μοντέλου που τολμούν να ξεφύγουν από μια από τις κρίσιμες παραδόσεις της επιστήμης. Επιδιώκοντας μια οριστική, ενοποιητική περιγρα

Ποια είναι η γωνία πρόσπτωσης;

Η γωνία πρόσπτωσης μπορεί να αναφέρεται σε έναν αριθμό οντοτήτων:στην οπτική, η γωνία πρόσπτωσης είναι η γωνία που δημιουργεί η προσπίπτουσα ακτίνα με τη γραμμή που χαράσσεται κάθετα από το σημείο επαφής σε μια επιφάνεια. Στην αεροδυναμική, η γωνία πρόσπτωσης αναφέρεται στη γωνία μεταξύ της χορδής τ