Квант механик нь бөөмсийг харах, мэдрэх, хүрэх боломжийг олгодог (1 хэсэг)

6742x 21. 11. 2018 1 уншигч

Энэ юу вэ? квант механик яаж эхэлсэн бэ? Хэрэв Макс Планкк нэг муу зөвлөгөөг үл тоомсорловол тэрбээр атомизмын хувьсгал хэзээ ч эхлүүлэхгүй. Залуу Планкк профессоруудын нэг нь физикийн салбарт ажилд орох эсэхийг асуухад хамгийн чухал мөч байсан. Профессор Филипп фон Жолл Планкт өөр ажил олох гэж хэлэв. Физикийн бүх чухал нээлтүүд аль хэдийн хийгдсэн бөгөөд түүний хамгаалагчийн профессорыг баталсан.

Планкк хожим нь дурсан ярихад, вон Жолли хэлэхдээ,

"Физик судалж, эсвэл дарааллаар оруулах болон tamtoho гэж, бүр ялимгүй үргэлжлүүлж болно, гэхдээ бүхэлдээ систем нь бэхлэгдсэн бөгөөд онолын физик дуусах ихээхэн ойртож байна."

Эдгээр жижиг зүйлсийн аль нэгийг хийснээр тэр эцэст нь үүнийг олж авсан Планкийн Нобелийн шагнал мөн тэр төрлөө квант механик. Таагүй таатай зүйл бол маш түгээмэл үзэгдэл юм. Яагаад объектууд дулаарч байхдаа үүнийг хийж байгаа юм бэ?? Бүтээсэн материалаас үл хамааран бүх материал нь өсч байгаа температурт ижилхэн байх ёстой. Тэд улаан, шар, эцэст нь цагаан болж хувирдаг. 19-д физикч байхгүй. зууныг энэ мэт энгийн үйл явцыг тайлбарлаж чадахгүй байв.

Энэ асуудал нь "хэт ягаан туяаны сүйрэл" гэж үздэг. Хамгийн сайн онол нь маш өндөр температурт халсан объектууд нь хамгийн богино долгионы урттай энергийг ялгаруулдаг гэж үздэг. Хүчтэй урсгал нь гэрлийн булцууг үхлийн энергийн цацраг, 19-д физик болгон авчрахгүй гэдгийг бид мэддэг. Энд сүүлийн үг алга.

Эрчим хүчийг шингээх боломжтой

Planck 1900-д аль хэдийн олсон зүйлээ орчин үеийн хит болсон. Үнэн хэрэгтээ тэрээр энерги нь зөвхөн салангид тоо хэмжээ, тоо хэмжээгээр шингээж, дамжуулж болно гэж бодсон. Энэ нь эрчим хүчний тасралтгүй, үргэлжилсэн урсгалаар урсдаг сонгодог физикээс эрс татгалзах явдал байв. Тухайн үед Планк нь онолын шалтгаан байсангүй, гэхдээ энэ нь ажиллах болно. Квантын хэмжээ нь халсан зүйлүүд ямар ч температурт чөлөөлөгдөх энергийн хэмжээг бууруулдаг. Эцэст нь, үхлийн аюултай хэт ягаан туяа

Квантын хувьсгал

Квантын хувьсгал эхэлсэн юм. Энэ нь Альберт Эйнштейн, Вернер Heisenberg, Нильс Бор болон физикийн бусад Titans онолын ажлын арван жил болсон, тийм болохоор энэ нь цогц онолын Планк урам зориг өөрчлөгдсөн ч, хэн ч үнэхээр халбал объект нь юу болж байгааг ойлгож, учир нь тэр зүгээр л эхлэл байсан юм.

бидний өдөр тутмын туршлагаас урган гарсан хамгийн жижиг хэсгүүдийн хүрээн дэх тоосонцор, эрчим хүчний хурдны шийддэг квант механикийн онол, бүх бидний болхи sensorium нь үл үзэгдэх юм. Бүх зүйл бүрэн харагдахгүй байна! Зарим нь квант нөлөө мэлмийд нь, бүхэлд нь квант механикийн цагаас өмнө тайлбарлах чадах нь үгүй ​​юунаас ч шиг, тэдгээр нь гэрэл гэгээтэй, нарны туяа, оддын догдлом гял цал болгон сайхан байдаг ч нуугдсан байдаг.

Квант ертөнцийн үзэгдлийн хэтийн төлөвийг бид өдөр тутмын амьдралдаа мэдрэх боломжтой юу? Үнэн бодит байдлын талаар бидний мэдрэхүйнүүд ямар мэдээлэл олж чадах вэ? Эцсийн эцэст, квант үзэгдлүүд нь бидний хамар дор хэвтэж байж болно. Үнэндээ тэд хамар дээр нь тохиолдож болно.

Квантын бамбай

Үхэх үедээ хамрын чинь үнэр, кофены үнэр, үхрийн махны талханд зүсэм талхыг мэдрэх болно. Нүүрний энэ мэдрэхүйн эрхтний хувьд энэ бол сэтгэгдэл юм. Дэлхийд анх удаа цөмийн реакторыг барьсан Энрико Ферми нэгэн адил сонгино шарсан байсны адил бидний мэдрэхүйн эрхтэн хэрхэн ажилладагийг ойлгоход таатай байх болно.

Квантын механик (© Jay Smith)

Тиймээс та орондоо хэвтэж, шинэ шарсан талх шарсан талх бэлтгэх талаар бодож үзээрэй. Fragrance молекулууд агаараар дамждаг. Таны амьсгалснаар таны мэлмийд буй амны хоорондох хамрын хөндийд эдгээр молекулуудын заримыг нь татах болно. Молекулууд нь хамрын хөндийн гадаргуу дээрх салст бүрхэвчтэй хавсарч, тэдгээрийг шингээдэг рецепторт хадгалагддаг. Олборлолт мэдрэл нь тархинд шиг медуз зэрэг зангилаануудаас тогтдог бөгөөд эдгээр нь гадаад ертөнцөд байнга илэрдэг төв мэдрэлийн системийн цорын ганц хэсэг юм.

Дараагийн үйл явдал нь бүрэн тодорхой бус байна. Үнэртэн молекулууд нь салстын гадаргуу дээрх 400-ийн янз бүрийн рецепторуудтай холбодог гэдгийг бид мэднэ, энэ нь бид хэрхэн үнэрлэх мэдрэмжийг бий болгодогийг мэддэггүй. Энэ үнэрийг яагаад ойлгоход хэцүү байдаг вэ?

Лондон хотын Эзэн хааны коллежийн эрдэмтэн Эндрю Хорсфилд:

"Энэ нь нэг талаараа шингээсэн рецептор дотор юу болж байгааг шалгах туршилт явуулахад бэрхшээлтэй байдагтай холбоотой."

Үнэр яаж ажилладаг вэ?

Ургамлын үнэр хэрхэн энгийн мэт санагддагийг ерөнхийд нь тайлбарлав: рецепторууд маш тодорхой молекулын хэлбэрийг хүлээн авдаг. Тэдгээр нь зөвхөн түлхүүрээр нээгддэг цоожтой адил юм. Энэ онолын дагуу хамар руу нэвчдэг молекулууд нь рецепторуудын багцад нийцдэг. Тархи нь идэвхжсэн рецепторуудын молекулуудын хослолыг тайлбарладаг, жишээлбэл кофены үнэр. Өөрөөр хэлбэл бид молекулуудын хэлбэрийг мэдэрдэг. Гэсэн хэдий ч гол нээлтийн загварт үндсэн асуудал байна. '

Horsfield хэлэхдээ:

"Чи бүгдэд ижил сэтгэгдэл төрүүлэхүйц молекулуудтай байж болно."

Зүгээр л хэлбэр дүрслэхээс өөр ямар нэг зүйл энд хамрагдах ёстой юм шиг санагдаж байна. Энэ загварт маргаантай хувилбарууд нь бидний мэдрэмжийг зөвхөн молекулын хэлбэрээр бус, эдгээр молекулууд хэрхэн яаж чичрэхийг идэвхжүүлдэг болохыг харуулж байна. Молекул бүх бүтэц дээр тулгуурлан тодорхой давтамжтайгаар байнга чичирч байдаг. Бидний хамар нь эдгээр чичирхийллийн давтамжуудын ялгааг илчилж болох уу? Грекийн Александр Флеминг, био-анагаах ухааны судалгааны төвийн биофизикч Луса Турин тэд итгэж болно.

Чичиргээний чичирхийллийн онол

Турин, мөн үнэртэй дээр дэлхийн тэргүүлэх мэргэжилтнүүдийн нэг болсон чичиргээ онол үнэр, 1938 анх санал болгосон химич Малколм Dyson онгод юм. Торино 1990-ээд оны эхээр Дизоны санаагаа олж авсаны дараа тэрээр энэ онолыг туршиж молекулууд хайж эхэлсэн байна. Тэрээр өвөрмөц үнэр, онцлог молекул чичиргээнтэй хүхрийн нэгдэл дээр төвлөрдөг. Турин хүдрээс өөр молекулын хэлбэртэй огт холбоогүй нэгдлийг тогтоож өгөх шаардлагатай байсан боловч хүхэртэй төстэй эсэхийг харахын тулд ижил давтамжтай давтамжтайгаар. Эцэст нь нэг нь борон агуулсан молекулыг олсон. Тэр хүхэр шиг үнэртэй байх ёстой. "Энд би үүнийг хийж байна" гэж тэр хэлээд "Энэ нь тохиолдлын зүйл биш гэж би бодож байна."

Тэрбээр энэхүү шингээсэн мэдрэмжийг олж илрүүлснээр Турин энэ санаагаа дэмжихийн тулд туршилтын нотолгоог цуглуулж, онолын нарийн ширийн зүйлийг боловсруулахын тулд Horsfield-тэй хамтран ажиллажээ. Таван жилийн өмнө, Турин болон түүний хамтрагчид нь үнэр бодисын дахь устөрөгчийн молекул зарим deuterium солигдсон байна туршилт, устөрөгч нь изотоп цөм дэх нейтроны боловсруулсан хүмүүс их ялгаа мэдэрч чадна гэж тогтоожээ. Устөрөгчийн болон deuterium ижил молекул хэлбэртэй байдаг боловч чичирхийллийн давтамж өөр өөр байдаг тул бидний хамарууд чичиргээ үнэнийг илрүүлж чадна гэдгийг дахин харуулна. Үүнтэй төстэй үр дүнг жимс ялаатай туршилтаар үзүүлэв.

Бид бас чичиргээ мэдрэх үү?

Турины санаа нь маргаантай хэвээр байна. Туршилтын өгөгдлүүд нь судлаачдын анализын олон нийтийн хамтын нийгэмлэгээс хуваалцдаг. Гэхдээ эдгээр нь зөв, мөн хэлбэр дүрсээс гадна бид бас чичиргээ мэдрэх, бидний хамар яаж хийх вэ? Турин нь квантын нөлөөг энд оруулж, туннель гэж нэрлэдэг гэж таамаглаж байна. Квант механикт электронууд болон бусад бүх тоосонцор хоёр шинж чанартай байдаг. Энэ нь заримдаа сонгодог физикийн дүрэм журмын дагуу бөөмөөр хориглогдох замаар туннел шиг материалаар дамжин өнгөрөх боломжийг олгодог.

Молекулын чичирхийлэл нь үнэрийг хүлээн авагчийн нэг хэсгийг нөгөө рүү нь үсрэх шаардлагатай эрчим хүчийг бууруулж чадна. Үсрэлтийг өөр өөр молекулуудаар сольж, тархины янз бүрийн үнэрийг мэдрэх мэдрэлийн импульс үүсгэдэг.

Тиймээс бидний хамар нь маш нарийн электрон детектор байж болох юм. Манай хамар ийм квантын онцлог давуу талыг ашиглахын тулд яаж өөрчлөгдөж болох вэ?

Турин хэлэхдээ:

"Бид энэ технологийг дутуу үнэлдэг гэж бодож байна. Хязгааргүй санхүүжилт бүхий дөрвөн тэрбум жилийн судалгаа, хөгжил нь хувьслын урт удаан хугацаа юм. Гэхдээ энэ бол амьдралын хамгийн гайхамшигтай зүйл гэж би бодохгүй байна. "

Квантын механик

Цувралын олон хэсгүүд

хариу үлдээх