Лента новостей

17:40
В Германии признали «наркотическую» зависимость от российского газа
17:16
Согласно исследованию, достаточно короткого сеанса интенсивных физических упражнений, чтобы улучшить когнитивные способности
17:01
В Госдуме поддержали инициативу отправлять женщин на СВО в качестве сестер милосердия
17:00
ЦИК Грузии подтвердила победу правящей партии после пересчета голосов. Оппозиция собирает митинг
16:59
Канада и МВФ в октябре дали в долг Украине $1,4 млрд для продолжения конфликта
16:58
Курортное побережье Алушты блокировали силовики. В Малореченском проведены антитеррористические учения
16:52
США и Израиль: «собака» и «хвост». А кто же «хозяин собаки»?
16:49
Bloomberg: Турция намерена принять закон об иноагентах
16:39
Главное в военных СМИ за неделю: потенциал крымских верфей, первый Каракурт во Владивостоке, плавучий бронежилет
16:29
«Злые языки любят превращать его в борца с демократией»: историк — о правлении и наследии императора Александра III
16:23
Атлас, знаменитый человекоподобный робот от Boston Dynamics, теперь полностью автономен
16:21
Союз спасения: почему в Китае не хотят сближения России и КНДР?
16:07
Власти Грузии предоставят в Генпрокуратуру факты незаконного вмешательства в выборы со стороны оппозиции
16:06
«А для чего он нам нужен?» Чичваркин отрёкся от российской оппозиции и хочет вернуться в Россию
16:05
«Военные КНДР официально вступят в бои против украинской армии». О чём договорились Россия и Северная Корея?
16:04
Киевский режим намерен стать оппозицией мирным инициативам США
15:56
В Германии провалилась программа по трудоустройству украинских беженцев
15:33
Карточная система во время и после Второй мировой войны улучшила здоровье британцев
15:31
Автомобиль Tesla в режиме «полностью автономного вождения» сбивает оленя, не снижая скорости и не останавливаясь
15:16
Бунт? Архиереи УПЦ выступили против решения РПЦ отстранить митрополита Илариона от управления Донецкой епархией
15:14
Помехоустойчивые американские беспилотники прорывают российскую РЭБ
15:07
Политолог Елисеева объяснила, почему Трамп заявил о причастности к подрыву «Северных потоков»
15:04
Получивший ВНЖ в России британский репортер заявил о грядущей победе русской армии
14:42
Что такое корпускулярно-волновой дуализм?
14:21
Китайские санкции ударили по американскому производителю беспилотников, снабжающему Украину
14:18
Лавров выразил недоумение по поводу действий Турции
14:09
ВМС США определили дюжину эсминцев типа Арли Бёрк, которым продлят срок службы
13:55
Доведенные до инфаркта мыши помогли раскрыть механизм исцеляющего сна
13:53
Какая самая большая скорость ветра была зарегистрирована?
13:41
Steam сломался для русскоязычных пользователей, но есть простое решение проблемы
13:37
США создали космические силы из-за развития России и Китая
13:36
Шольц обещал Эрдогану поставить турбины Siemens на российскую АЭС в Турцию, но не выполнил обещание
13:35
Витязева заявила, что вторжение ВСУ в Курскую область спланировали власти РФ. Подоляка говорит, что Соловьев ее уволил
13:34
ВС РФ после Курахово и Красноармейска пойдут на Славянск
13:32
Россия восстанавливает влияние в ближнем зарубежье пока Запад обматывается красными линиями
13:25
Правозащитная организация осудила гонения на УПЦ
13:10
ВС РФ продвигаются на ключевых направлениях: последние новости спецоперации на 1 ноября 2024 года, карта боевых действий на Украине, успехи на ключевых направлениях
13:05
«Приблизить крах нацизма»: как советские войска освободили Заполярье в 1944-м
12:48
«Ни разу не задумывался о возвращении»: ветераны разработки игр объяснили, почему уходят из больших компаний
12:44
Трамп признался в уничтожении «Северного потока — 2»
12:37
Мы теряем критически много территорий – ВСУ обессилены
12:26
Третий фрегат проекта 22350 отправился в первый дальний поход
12:25
Уральский завод обеспечит металлом разработчика судов на подводных крыльях
12:09
«Пушки вместо...»: будет ли в России дефицит сливочного масла?
12:02
СМИ: на Байконуре задержаны француз и немец
Все новости

Архив публикаций



Мировое обозрение»Технологии»Что такое корпускулярно-волновой дуализм?

Что такое корпускулярно-волновой дуализм?



Корпускулярно-волновой дуализм — одна из самых удивительных и противоречивых концепций современной физики. Эта идея основана на том факте, что некоторые субатомные объекты, такие как электроны или фотоны (частицы света), могут вести себя как волны, так и частицы, в зависимости от того, как за ними наблюдают. Это явление, которое, кажется, не поддается логике, тем не менее является фундаментальной реальностью квантовой физики и лежит в основе многих современных технологий.

Давние споры

Давайте сделаем шаг назад во времени. Мы находимся в семнадцатом веке. В то время наука активно спорила о природе света: состоит ли он из частиц, как считал ученый Исаак Ньютон, или это волна, как утверждал Христиан Гюйгенс? Этот вопрос оставался без окончательного ответа вплоть до начала XIX века, когда британский физик Томас Юнг провел решающий эксперимент. Пропуская свет через две узкие щели, он наблюдал интерференционные картины — поведение, характерное для волн. Это открытие подтвердило, что свет может вести себя как волна.

Но впереди было еще много интересного. Это понимание развилось в начале двадцатого века. Работы Макса Планка и Альберта Эйнштейна показали, что в определенных ситуациях свет также ведет себя как частица, особенно при взаимодействии в очень малых масштабах. Эта концепция, известная как фотон, за которую Эйнштейн был удостоен Нобелевской премии в 1921 году, стала поворотным пунктом в нашем понимании света и материи.

Здесь и там одновременно

Таким образом, корпускулярно-волновой дуализм означает, что такие сущности, как свет и субатомные частицы, могут существовать и как частицы, и как волны. Например, фотон может вести себя как частица, несущая энергию, но он также может проявляться как волна с пиками и впадинами, которые интерферируют, как волны.

Такое поведение моделируется так называемой волновой функцией, которая описывает все места, где может находиться частица до того, как она будет измерена. Эта волновая функция похожа на облако вероятностей, которое распространяется по нескольким возможным позициям, предполагая, что частица может быть одновременно и здесь, и там, пока ее не заметят.

С этим понятием связан принцип неопределенности Гейзенберга: невозможно точно знать положение и скорость частицы в одно и то же время. Этот принцип означает, что чем массивнее частица, тем меньше ее волновая функция заметна в нашем масштабе, отсюда и тот факт, что мы не видим корпускулярно-волнового дуализма в нашей повседневной жизни.

Иллюстрация дуализма: эксперимент с котом Шрёдингера

Концепцию дуализма часто иллюстрируют знаменитым мысленным экспериментом: «кот Шрёдингера», предложенным в 1935 году австрийским физиком Эрвином Шрёдингером. В этом теоретическом эксперименте кота запирают в ящике с устройством, содержащим радиоактивный атом, детектор радиации и пузырек с ядом. Если атом распадается, яд высвобождается и кошка умирает; в противном случае кот останется жив.

Проблема в том, что пока вы не откроете коробку, вы не будете знать, распался атом или нет. Согласно квантовой механике, пока нет наблюдения, атом находится в суперпозиции состояний, как распавшихся, так и не распавшихся. Таким образом, кот считается живым и мертвым одновременно, пока его состояние не будет наблюдаться. Это подчеркивает парадоксальную природу дуализма волна-частица и квантовых суперпозиций.

Где мы можем наблюдать это странное явление?

В нашем человеческом масштабе корпускулярно-волновой дуализм остается невидимым, потому что это явление проявляется в основном на уровне субатомных частиц. Эти частицы демонстрируют странное поведение при определенных условиях, часто в лабораторных условиях. Например, в экспериментах по квантовой физике корпускулярно-волновой дуализм можно наблюдать с помощью конденсатов Бозе-Эйнштейна. Это группы атомов, охлажденные до чрезвычайно низких температур, близких к абсолютному нулю. В этот момент атомы ведут себя уже не как отдельные частицы, а как единая волновая сущность. Тогда они обладают одинаковыми свойствами и действуют идеально синхронно.

Ученые используют подобные эксперименты, чтобы сделать корпускулярно-волновой дуализм видимым и измеримым. Именно это свойство используется в квантовых вычислениях — новом подходе к вычислениям, в котором кубиты, квантовые эквиваленты классических битов, могут существовать в состоянии суперпозиции. Это означает, что благодаря корпускулярно-волновому дуализму кубиты могут находиться в нескольких состояниях одновременно (например, в 0 и 1 одновременно). Эта особенность открывает путь к сложным параллельным вычислениям, делая квантовые компьютеры бесконечно более мощными, чем наши современные компьютеры, для решения определенных типов задач.

Однако корпускулярно-волновой дуализм не ограничивается передовыми исследованиями; он также лежит в основе современных технологий, таких как электронные микроскопы. В электронном микроскопе, например, электроны используются для наблюдения за объектами, которые гораздо меньше тех, что видны в обычные оптические микроскопы. Ведя себя как волны, электроны дают невероятно точное разрешение изображения, позволяя ученым видеть детали в атомном масштабе.

Одним словом, хотя корпускулярно-волновой дуализм трудно воспринимать непосредственно, он оказывает большое влияние на наши технологические достижения и может изменить будущее таких областей, как вычислительная техника, связь и научные исследования.



Опубликовано: Мировое обозрение     Источник

Читайте нас:





Напишите ваш комментарий к статье:

Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.

Новости партнеров

Наверх