De mai bine de un secol, fizica se sprijină pe două mari teorii. Relativitatea generală a lui Einstein explică gravitația ca o curbare a spațiu-timpului. Mecanica cuantică guvernează lumea particulelor și a câmpurilor. Ambele funcționează remarcabil în domeniile lor. Însă, atunci când sunt puse împreună, apar contradicții – mai ales în ceea ce privește găurile negre, materia întunecată, energia întunecată și originile cosmosului.
- Detalii
- de: Florian Neukart
- Mecanica cuantică
Vlatko Vedral, profesor de știința informației cuantice la Universitatea din Oxford, propune o interpretare radical nouă a mecanicii cuantice: totul în univers este o undă cuantică. În acest fel, dificultatea unificării teoriilor privind lumea clasică și lumea cuantică este depășită: totul este cuantic, iar cuanticul dă naștere clasicului. Teoria sa vine cu o soluție implicită, de asemenea, pentru problema măsurării, problema observatorului și problema inseparabilității cuantice (acțiunea stranie la distanță). Iată principalele idei.
Vedral crede că sunt două motive principale pentru care fizica pare blocată în prezent: (1) lipsa unei tehnologii pentru a efectua experimente în regimuri care ar putea arăta că ceva nu funcționează în teorie și (2) nu există un acord cu privire la cum ar trebui interpretată mecanica cuantică. Odată cu progresele privind construcția unui calculator cuantice, primul motiv se îndreaptă într-o direcție bună.
- Detalii
- de: Iosif A.
- Mecanica cuantică
La un secol după nașterea mecanicii cuantice, enigmele sale îi forțează pe fizicieni să redefinească realitatea, cu ei înșiși în centrul poveștii.
Într-o zi de iunie, într-o grădină de pe insula germană Helgoland, doi fizicieni teoreticieni discută aprins despre cine — sau ce — construiește realitatea. Carlo Rovelli, de la Universitatea Aix-Marseille, insistă că este real în raport cu o piatră de pe jos; își poate proiecta umbra asupra ei, ca dovadă a existenței sale relative. Chris Fuchs, de la University of Massachusetts Boston, replică imediat: e absurd să atribuim pietrei vreo perspectivă asupra lumii, din moment ce este… o piatră. Deși împărtășesc convingerea că realitatea este mai degrabă subiectivă decât absolută, amândoi rămân nesatisfăcuți; nu cad de acord nici măcar asupra faptului că tocmai au fost de acord.
Așa arată astăzi dezbaterile din mecanica cuantică, cea mai profundă descriere a lumii atomice. Teoria a fost formulată acum un secol pe Helgoland, unde Werner Heisenberg, la doar 23 de ani, fugise de febra fânului și, între plimbări prin vânt și reprize de înot în Marea Nordului, a renunțat la reprezentarea simplistă a electronilor pe orbite fixe, imaginând o nouă descriere matematică a atomului. În 1925, Erwin Schrödinger avea să ofere o perspectivă complementară prin ecuația sa de undă, care descrie pozițiile electronilor în termeni probabilistici.
- Detalii
- de: Iosif A.
- Mecanica cuantică
Una dintre cele mai influente idei recente din fizica teoretică provine dintr-o lucrare care a acumulat un număr uluitor de peste 27.000 de citări și continuă să crească.
Acea lucrare abordează cel mai faimos mister din fizica teoretică: originea fundamentală a forței gravitaționale. Ideea este că poți înțelege gravitația, care în universul nostru se manifestă ca o curbare a structurii spațiu-timpului, fără a cunoaște exact regulile gravitației și ale spațiu-timpului. Regulile mai bine înțelese ale teoriei cuantice conțin implicit toate secretele gravitației.
- Detalii
- de: Charlie Wood
- Mecanica cuantică
David Wallace, fizician și autor al acestui articol, susține „viziunea decoerentă” asupra mecanicii cuantice - unde la nivel fundamental nu există nici probabilitate, nici colaps al funcției de undă - și în forma ei cea mai pură, interpretarea universurilor multiple a lui Hugh Everett III.
Fizicienii privesc de mult timp cu suspiciune „problema măsurării cuantice”: presupusa enigmă a felului în care putem înțelege mecanica cuantică. Toată lumea este de acord (nu-i așa?) asupra formalismului mecanicii cuantice; orice discuție suplimentară privind interpretarea acelui formalism poate părea doar vorbe goale. Iar celebra „interpretare a universurilor multiple” a lui Hugh Everett III pare și mai dubioasă decât altele: nu doar vorbe inutile, ci și universuri inutile. Nu-ți pierde vremea cu vorbe sau lumi; taci și calculează.
- Detalii
- de: David Wallace
- Mecanica cuantică
În esență, fizicienii au păreri diferite cu privire la interpretarea corectă a mecanicii cuantice, teoria fizicii despre care Richard Feynman spunea că nimeni nu înțelege mecanica cuantică. După cum se observă, fizicienii moderni confirmă ce spunea Feynman la jumătătea secolului trecut :)
Revista Nature, la 100 de ani la nașterea teoriei mecanicii cuantice, a pus o serie de întrebări cu privire la mecanica cuantică unui grup de peste 15.000 de cercetători care au publicat recent lucrări în legătură cu mecanica cuantică. S-au primit peste 1.000 de răspunsuri, în special de la fizicieni.
Sinteza răspunsurilor acestora o puteți vedea în imaginea de mai jos.
- Detalii
- de: Iosif A.
- Mecanica cuantică
Reprezentare cuantică a câmpurilor cuantice. Vibrația câmpului, când atinge o anume energie, devine ceea ce numim „particulă”
Într-un articol recent, faimosul fizician Carlo Rovelli vorbește despre patru interpretări ale mecanicii cuantice, una dintre aceste interpretări revenindu-i chiar acestuia. Pentru cei nefamiliarizați cu mecanica cuantică, puteți citi articolele noastre dedicate subiectului aici.
Iată pricipalele idei ale lui Rovelli:
- Detalii
- de: Iosif A.
- Mecanica cuantică
Ce este cu adevărat spațiul gol? Probabil ai auzit unii fizicieni spunând că nici măcar spațiul gol nu este cu adevărat gol, că el conține ceva numit „fluctuații ale vidului” sau „energie a punctului zero” și că acestea au legătură cu constanta cosmologică.
Există și unii care cred că putem extrage această energie a vidului și că putem alimenta mașinării cu ea. Dar știi deja că asta nu funcționează – pentru că, dacă ar funcționa, cineva ar fi pus deja o taxă pe ea. Dar de ce, mai exact, nu funcționează?
- Detalii
- de: Iosif A.
- Mecanica cuantică
În teoria prezentată în manualele de mecanică cuantică, o funcție de undă este atribuirea unui număr complex fiecărei configurații posibile a unui sistem.
- Detalii
- de: Iosif A.
- Mecanica cuantică
Găurile albe sunt obiecte ipotetice în cosmologie care reprezintă inversul teoretic al găurilor negre. Dacă o gaură neagră atrage totul către interiorul său, inclusiv lumina, o gaură albă ar trebui să expulzeze totul și să nu permită niciunei particule să intre în aceasta. Aceste structuri, găurile albe, reprezintă soluții ale ecuațiilor relativității generale ale lui Einstein, dar nu au fost observate direct până în prezent.
- Detalii
- de: Iosif A.
- Mecanica cuantică
Energia punctului zero este energia minimă pe care o poate avea un sistem cuantic. Aceasta nu înseamnă că sistemul este în repaus absolut, ci că se află în starea sa fundamentală, cea mai joasă energetic posibilă. Chiar și dacă un atom ar fi adus la cea mai mică temperatură posibilă, zero absolut, componentele sale nu ar putea fi în stare de repaus absolut, ci încă s-ar mișca, grației principiului incertitudinii al lui Heisenberg.
- Detalii
- de: Iosif A.
- Mecanica cuantică
Experimentul cu două fante, cunoscut și ca experimentul lui Young, este un experiment fundamental din mecanica cuantică care demonstrează natura duală undă-particulă a luminii și a materiei. Realizat pentru prima dată de Thomas Young în 1801, experimentul a fost reinterpretat ulterior în contextul mecanicii cuantice, oferind o perspectivă fascinantă asupra lumii la scară microscopică.
- Detalii
- de: Iosif A.
- Mecanica cuantică
Mecanica cuantică, născută din revoluția științifică a secolului XX, ne-a dezvăluit o lume bizară, guvernată de reguli ce sfidează intuiția noastră obișnuită. Unul dintre conceptele sale fundamentale, superpoziția cuantică, ne provoacă să reconsiderăm realitatea la scară microscopică, unde particulele pot exista simultan în mai multe stări și locații.
- Detalii
- de: Iosif A.
- Mecanica cuantică
Câmp cuantic (reprezentare grafică). Vibrația câmpului, când atinge o anume energie, devine ceea ce numim „particulă”
Concepția modernă cu privire la natura particulelor elementare, precum electronul sau quarcurile (vezi toate particulele elementare aici), este aceea că sunt, în fapt, vibrații ale unor câmpuri cuantice fundamentale, prezente în tot universul, având anumite valori în fiecare punct din spațiu-timp.
Dar electronul sau quarcurile au masă. Dacă ele sunt parte din câmpul cuantic electronic, respectiv din câmpul cuantic al quarcurilor, au și câmpurile cuantice masă?
- Detalii
- de: Iosif A.
- Mecanica cuantică
Potrivit titlurilor de presă, Premiul Nobel pentru fizică de anul trecut a fost acordat pentru că fizicienii au arătat că universul nu este real la nivel local. Sau pentru „comportament cuantic bizar”, „acțiune la distanță bizară” sau pentru „explorarea ciudățeniei lumii cuantice”.
Ce vrea sa însemne asta? Este universul într-adevăr nereal la nivel local? Ne vom uita mai întâi la ce înseamnă a fi „local”, vom vorbi despre mecanica cuantică și apoi le vom combina pe amândouă.
- Detalii
- de: Iosif A.
- Mecanica cuantică
