हामी क्वान्टम मेकानिक्स के हो, हामी त्यसमा फर्केर हेरौं र हामी यसलाई कसरी प्रयोग गर्न सक्छौं।

एक अदृश्य दृश्य

ठीक छ, त्यसैले तपाईं कफि गन्ध, तपाईं लगभग जागा हुनुहुन्छ। तपाईका आँखाहरु दैनिक तालिकाको लागि तयार छन्, पलक झल्कन्छ र केही प्रकाशमा दिन्छ। जब तपाईं यसको बारेमा सोच्नुहुन्छ, प्रकाशको कणहरू जुन तपाईंको अनुहार र आँखामा प्रवेश गर्छन् एक मिलियन वर्ष पहिले सूर्यको बीचमा बने, यो समयमा जब हाम्रा पुर्खाहरूले आगो प्रयोग गर्न शुरू गरे। सूर्यले फोटोन भन्ने कणहरू पनि पठाउँदैन यदि तिनीहरूलाई उस्तै घटनाको आवश्यकता थिएन भने जुन हाम्रो गन्धको भावना, क्वान्टम टनेलि ofको आधार हुन सक्छ।

करीव १ million करोड किलोमिटर सूर्य र पृथ्वीलाई अलग गर्दछ, फोटोनहरूले त्यो दूरी पूरा गर्न आठ मिनेट मात्र लिन्छ। यद्यपि तिनीहरूको यात्राको अधिकांश भाग सूर्यको भित्र हुन्छ, जहाँ साधारण फोटोनले भाग्नको लागि लाखौं वर्ष बिताउँछ। यसैले पदार्थ हाम्रो ताराको बिचमा भण्डार गरिएको छ, जहाँ हाइड्रोजन सिसाको भन्दा १ times गुणा कम छ, र फोटोनले हाइड्रोजन आयनहरू द्वारा ग्रहण गर्नु अघि एक सेकेन्डको अनन्त अंशको लागि यात्रा गर्न सक्दछ, जसले सूर्यबाट यात्रा गर्न एक फोटोनलाई जलाउँछ, आदि। करिब एक अर्ब पछि यस्तो अन्तर्क्रियाको अन्तमा, फोटोन सूर्यको सतहमा देखा पर्दछ, जुन लाखौं बर्षदेखि यहाँ चम्किरहेको छ।

क्वान्टम मेकानिक्स (© जे स्मिथ)

फोटोनहरू कहिले पनि गठन हुँदैन, र सूर्य क्वान्टम टनेलि without बिना चम्कने थिएन। सूर्य र अन्य सबै ताराहरूले आणविक फ्यूजनले ज्योति सिर्जना गर्छ, हाइड्रोजन आयनहरू तोड्छ र ऊर्जा जारी गर्ने प्रक्रियामा हीलियम सिर्जना गर्दछ। प्रत्येक सेकेन्ड, सूर्य लगभग about मिलियन टन पदार्थलाई ऊर्जामा रूपान्तरण गर्दछ। केवल हाइड्रोजन आयनहरू, जस्तै व्यक्तिगत प्रोटोनहरूसँग, सकरात्मक इलेक्ट्रिक चार्जहरू हुन्छन् र एक अर्कालाई भगाउँछन्। त्यसोभए तिनीहरू कसरी एक अर्कासँग मर्ज गर्न सक्छन्?
क्वान्टम टनेलि Inमा, प्रोटोनको तरंग प्रकृतिले कहिलेकाँही तिनीहरू सजिलैसँग ओभरल्याप गर्न अनुमति दिन्छ कि छालहरू पोखरीको सतहमा एकत्रित हुन्छन्। तिनीहरू ओभरल्याप तथ्यले प्रोटोन तरंगहरूलाई यति नजिक ल्याउँछ कि अर्को शक्तिशाली शक्ति, जस्तै एक कडा परमाणु शक्ति जसले एकदमै छोटो दूरीमा मात्र कार्य गर्दछ, कणहरूको विद्युतीय विकृतिलाई हटाउन सक्छ। प्रोटोनहरू त्यसपछि एक फोटोन रिलिज गर्न क्षय हुन्छन्।

हाम्रो आँखा फोटानहरु प्रति धेरै संवेदनशील छन्

हाम्रो आँखा यी फोटाहरू प्रति धेरै संवेदनशील हुन विकसित भएको छ। केहि भर्खरका प्रयोगहरूले देखाए कि हामीले व्यक्तिगत फोटोनहरू पनि पत्ता लगाउन सक्छौं, जसले चाखलाग्दो सम्भावना पैदा गर्दछ: के मानिसहरूले क्वान्टम मेकानिकको केहि विशेष केसहरू पत्ता लगाउन सक्दछन्? के यसको मतलब फोटोन वा इलेक्ट्रोन वा श्राउडिन्जरको दुर्भाग्यपूर्ण बिरालो जस्तो व्यक्ति, उही समयमा क्वान्टम संसारमा संलग्न भएको खण्डमा मरेका र जीवित छन्? यस्तो अनुभव कस्तो देखिन्छ?

मानव आँखा

"हामी जान्दैनौं किनकि कोहीले प्रयास गरेनन्," न्यू मेक्सिकोको लस अलामास राष्ट्रिय प्रयोगशालाका भौतिक विज्ञ रेबेका होम्सले भने। तीन बर्ष पहिले, जब उनी इर्लिनइस युनिभर्सिटी अफ अर्बान-चैम्पेनबाट स्नातक भए, होम्स, पॉल क्वाइटको नेतृत्वमा रहेको टोलीको सदस्य थिए जसले मानिसहरूलाई तीन फोटोनहरू सहितको प्रकाशको छोटो प्रकाश पत्ता लगाउन सक्छ भनेर देखाए। २०१ 2016 मा, उनले पत्ता लगाइ कि न्यूयोर्कको रकफेलर युनिभर्सिटीमा फिजिक्सिस्ट एलीपिया वजीरीको नेतृत्वमा वैज्ञानिकहरूको प्रतिस्पर्धी समूहले पत्ता लगाए कि व्यक्तिहरूले वास्तवमा व्यक्तिगत फोटोनहरू देखेका थिए। यद्यपि हामी हेर्छौं कि अनुभवलाई राम्ररी वर्णन गर्न सकिदैन। वजिरि, उनले फोटोन आफैं चम्किरहेको देख्ने कोशिस गरे, नेचर म्यागजिनलाई भने, "यो उज्यालो हेरेजस्तो छैन। यो कल्पनाको थ्रेसोल्डमा भएको लगभग अनुभूति हो "।

क्वान्टम मेकानिक्स - प्रयोग

निकट भविष्यमा, होम्स र भाजीरीले फोटोनहरू विशेष क्वान्टम राज्यहरूमा घुसाउँदा मानवले के महसुस गर्लान् भन्ने कुराको परीक्षणको आशा गर्दछ। उदाहरण को लागी, भौतिकशास्त्रीहरु एक एकल फोटन लाई जोड्न सक्छन् जुन उनीहरुलाई सुपरपेसन भन्छ, जहाँ फोटोन एकै साथ दुई फरक ठाँउहरुमा अवस्थित हुन्छन्। होम्स र उनका सहकर्मीहरूले दुई परिदृश्यहरूमा परिक्षणको लागि एक डिजाइन डिजाईन गरे कि मान्छेले फोटोनको सुपरपोजिसन प्रत्यक्ष रूपमा हेर्न सक्दछन् कि भनेर जाँच्न। पहिलो दृश्यमा, एक फोटोन या त मानव रेटिनाको देब्रे वा दायाँ तिर पुग्ने थियो, र एकले रेटिनाको कुन पक्षमा उसले फोटोन महसुस गरे। दोस्रो परिदृश्यमा, फोटोनलाई क्वान्टम सुपरपोजिसनमा राखिनेछ जुन यस्तो लाग्दछ कि असम्भव जस्तो देखिन्छ - उहि समयमा रेटिनाको दायाँ र बायाँ पट्टि उडान गर्न।

के एकले रेटिनाको दुबै तिर प्रकाश पत्ता लगाउन सक्छ? वा आँखामा फोटानको अन्तर्क्रियाले सुपरपोजिसनलाई 'पतन' गराउँछ? यदि हो भने, यो सिद्धान्तले देखाए जस्तै दुवै दाँया र बाँया दुवैपट्टि प्रायः हुने गर्छ?

रेबेका होम्स भन्छन्:

"मानक क्वान्टम मेकानिक्सको आधारमा सुपरपोजिसनमा भएको फोटोन वास्तवमै अनियमित रूपमा प्रसारित फोटोन बायाँ वा दायाँ भन्दा भिन्न नहुन सक्छ।"

यदि यो पत्ता लाग्यो कि प्रयोगमा केही सहभागीहरूले दुबै ठाउँमा एकै ठाउँमा फोटोन बुझे भने, यसको मतलब त्यो व्यक्ति आफै क्वान्टम अवस्थामा थियो भन्ने हो?

रेबेका होम्स थप्दछ:

"तपाईं भन्न सक्नुहुन्छ कि अवलोकनकर्ता नगण्य रूपमा छोटो समयमा क्वान्टम सुपरपोजिसनमा एक्लो थिए, तर कसैले पनि यसलाई चलाएको छैन, त्यसैले हामीलाई वास्तवमै थाहा छैन। यसैले यस्तो प्रयोग गरिरहेको छु। "

तपाईं आफ्नै तरिकामा बुझ्नुहुन्छ

अब कफीको कपमा फर्कौं। तपाईले मगलाई पदार्थको एक ठोस टुक्राको रूपमा महसुस गर्नुहुन्छ, तपाईको हातको छालाको साथ दृढ रूपमा सम्पर्कमा। तर यो केवल एक भ्रम हो। हामी कुनै पनि कुरा कहिल्यै छुदैनौं, कम्तीमा पनि त्यो छुवाइने दुई ठोस पदार्थहरूको अर्थमा होइन। At 99,9999999999 XNUMX XNUMX percent percent percent प्रतिशत भन्दा बढी एक एटमको खाली स्थानमा हुन्छलगभग सबै मामला मूलमा केन्द्रितको साथ।

क्वान्टम मेकानिक्स (© जे स्मिथ)

जब तपाई हातले कप समात्नुहुन्छ, यो उसको हो जस्तो देखिन्छ कप कप र हातमा इलेक्ट्रोनको प्रतिरोधबाट आउँछ। इलेक्ट्रोनको आफैंमा कुनै भोल्युम हुँदैन, यो केवल negativeणात्मक बिजुली चार्जको क्षेत्रको स्पष्ट शून्य आयाम हो जुन परमाणु र बादल जस्तो अणुको वरपर घुम्दछ। क्वान्टम मेकानिक्सको कानूनले परमाणु र अणुहरूको वरपरका विशिष्ट ऊर्जा स्तरहरूमा सीमित गर्दछ। जसरी हातले कप समात्छ, यसले इलेक्ट्रोनलाई एक तहबाट अर्कोमा धकेल्छ, र यसको लागि मांसपेशी उर्जा चाहिन्छ, जुन मस्तिष्कले प्रतिरोधको रूपमा परिभाषित गर्छ जब हामी कुनै ठोस चीज छुन्छौं।

हाम्रो स्पर्शको अनुभूति हाम्रो शरीरको अणुहरू र हामीले स्पर्श गरेका वस्तुहरूका अणुहरूको वरिपरिको इलेक्ट्रोनहरू बीचको अत्यन्त जटिल अन्तर्क्रियाबाट उत्पन्न हुन्छ। यस जानकारीबाट, हाम्रो मस्तिष्कले भ्रम पैदा गर्दछ कि हामीसँग ठोस शरीर छ जुन अन्य ठोस वस्तुहरूले भरिएको संसारको चारैतिर घुम्छ। तिनीहरुसंगको सम्पर्कले हामीलाई यथार्थताको सही अनुभूति प्रदान गर्दैन। यो सम्भव छ कि हाम्रो कुनै पनि धारणा वास्तवमै के हुँदैछ मेल खाँदैन। क्यालिफोर्निया विश्वविद्यालय, इर्भिनका एक संज्ञानात्मक न्यूरोलॉजिस्ट डोनाल्ड हॉफम्यान विश्वास गर्छन् कि हाम्रो इन्द्रिय र दिमाग वास्तविकताको वास्तविक प्रकृतिलाई अस्पष्ट पार्न विकसित भएको छ, यसलाई प्रकट गर्न होइन।

"मेरो विचार यो हो कि तथ्य जुनसुकै भए पनि धेरै जटिल छ र यसले प्रक्रियामा हामीलाई धेरै समय र ऊर्जा लिने छ।"

कम्प्युटरमा ग्राफिकल ईन्टरफेसको साथ मस्तिष्कमा विश्वको छविको तुलना

होफम्यानले हाम्रो मस्तिष्कमा विश्वको निर्माणको छविलाई कम्प्युटर स्क्रिनमा ग्राफिकल ईन्टरफेससँग तुलना गर्दछ। स्क्रिनमा सबै र colorful्गीन प्रतिमाहरू, जस्तै रीसायकल बिन, माउस पोइन्टर, र फाइल फोल्डरहरू, कम्प्युटर भित्र वास्तवमा के हुँदैछ भन्नेसँग केहि गर्न सक्तैन। यो केवल अमूर्तता, सरलीकरण हो जसले हामीलाई जटिल इलेक्ट्रोनिक्ससँग कुराकानी गर्न अनुमति दिन्छ।

होफम्यानका अनुसार विकासले हाम्रो दिमागलाई एक ग्राफिकल ईन्टरफेसको रूपमा काम गर्न परिवर्तन गरेको छ जुन विश्वलाई पुन: उत्पादन गर्दैन। इभोल्युसनले सही धारणाको विकासलाई समर्थन गर्दैन, यसले केवल अस्तित्वको लागि अनुमति प्रदान गर्दछ।

होफम्यानले भने जस्तै:

"वास्तविकतामाथि नियम बनाउनुहोस्।"

हॉफम्यान र उनका स्नातक विद्यार्थीहरूले सीमित संसाधनहरूको लागि प्रतिस्पर्धा कृत्रिम जीवन फार्मको सिमुलेशनमा आफ्नो विचारहरूको परीक्षण गर्न भर्खरका वर्षहरूमा सयौं हजार कम्प्युटर मोडेलहरूको परीक्षण गरेका छन्। जे भए पनि, जीवहरू शारीरिक फिटनेसलाई प्राथमिकता दिनको लागि प्रोग्राम गरिएका हुन्छन् जब तथ्यहरू सही अनुभूतिको लागि बनेका ती व्यक्तिहरूसँग मेल खाँदैनन्।

उदाहरणको लागि, यदि एक जीवलाई सही रूपमा बुझ्नको लागि डिजाइन गरिएको छ, उदाहरणको लागि, वातावरणमा पानीको कुल मात्रा, र यो एक जीवसँग मिल्छ जुन केही सरल देख्नको लागि मिलाइएको छ, उदाहरणका लागि, जीवित रहनको लागि चाहिने पानीको अधिकतम मात्रा। यद्यपि एक जीवले वास्तविकताको अधिक सशक्त रूप सिर्जना गर्न सक्दछ, यो सम्पत्तीले यसको बाँच्ने क्षमतालाई बढाउँदैन। होफम्यानको अध्ययनले उनलाई एउटा उल्लेखनीय निष्कर्षमा पुर्‍यायो:

"हदसम्म हामी जीवन धान्न प्रतिबद्ध छौं, हामी वास्तविकतामा परिणत हुँदैनौं। हामी त्यो गर्न सक्दैनौं। "

क्वान्टम सिद्धान्त

उनका विचारहरू केही भौतिकशास्त्रीहरूले क्वान्टम सिद्धान्तको केन्द्रीय विचार हो भन्ने कुरासँग मेल खान्छ - वास्तविकताको धारणा पूर्णतया उद्देश्यपूर्ण हुँदैन, हामीले अवलोकन गरेको संसारबाट हामी अलग हुन सक्दैनौं।

होफम्यानले यस दृश्यलाई पूर्ण रूपमा लिन्छ:

"स्पेस केवल एक डेटा संरचना हो, र भौतिक वस्तुहरू स्वयं डेटा संरचना हुन् जुन हामीले उडानमा सिर्जना गर्दछौं। जब म पहाडमा हेर्छु, म यो डाटा संरचना बनाउँछु। तब म टाढा हेर्छु र यो डाटा संरचना भ break्ग गर्दछ किनकि मलाई अब आवश्यक पर्दैन। "

होफम्यानको कामले देखाएझैं हामीले क्वान्टम सिद्धान्तको पूर्ण अर्थ र वास्तविकताको प्रकृतिको बारेमा के भन्छ भनेर विचार गरेका छैनौं। आफ्नो जीवनको अधिकांश को लागी, प्लाckक आफैले निर्माण गर्न सहयोग गरेका सिद्धान्तलाई बुझ्न कोशिस गर्थे, र उनी जहिले पनि हामीबाट स्वतन्त्र रुपमा रहेको ब्रह्माण्डको वस्तुनिष्ठ धारणामा विश्वास गर्थे।

उनले एकचोटि आफ्नो शिक्षकको सल्लाहविरूद्ध भौतिक विज्ञानको पछि लाग्नुको कारणबारे लेखेका थिए:

"बाहिरी विश्व मानिसबाट स्वतन्त्र कुरा हो, यो केहि निरपेक्ष हो, र कानूनमा खोजी गर्ने जुन यसमा लागू हुन्छ जुन मलाई जीवनको महान वैज्ञानिक अनुभव जस्तो देखिन्थ्यो।"

फिजिक्सको अर्को क्रान्तिले आफ्नो प्रोफेसर फिलिप भोन जॉली जस्ता सही वा गलत छ कि भनेर प्रमाणित गर्न अर्को शताब्दी लिन सक्दछ।