Има много случаи и като разработчик мога наистина да потвърдя това, при което за решаване на много сложни проблеми може би най-добрият вариант е да започнете по много прост начин. По този повод искам да поговорим за всички велики мистерии около квантовата физика и как, с незаменимата помощ на Махалото на Нютон, група изследователи от Станфордския университет успя да реши много от тях.
Влизането в малко повече подробности, може би най-добрият начин да се разбере защо да се използва махало на Нютон, в някои области, наричани още люлката на Нютон, е именно да се знае какъв е този механизъм. В много по-бърз начин говорим за обекта, който можете да видите на снимката, разположена точно в главата на тази публикация, в която можете да видите инструмент, в центъра на който са серия от перфектно подравнени и балансирани топки, които се удрят помежду си за дълъг период от време.
Махалото на Нютон обяснява отлично как моментът и енергията работят по много прост начин
Като подробност ви казвам, че това махало на Нютон е един от най-интересните инструменти, когато става въпрос за обяснение как работят инерцията и енергията. Далеч от всичко това, изглежда, че група изследователи са успели да го използват, за да изучават и разбират различни квантови системи.
За да извършат тази работа, групата изследователи, която е разработила този проект, не е използвала пълномащабно махало на Нютон, но една от първите стъпки, които са предприели, е да се изгради много по-малка версия, колкото и фактът, квантова скала. Веднъж построена, тя им позволи да изучават процеса на термизация, т.е. начин, по който хаотичното движение на квантовите частици в крайна сметка води до стабилно термично равновесие.
За да разбера малко по-добре цялата тази работа и защо е извършена, бих искал да ви дам един много основен пример. Всички ние сме добре запознати с термизацията на класическата физика, ако не знаете този термин, ще ви кажем, че това е процесът, в който, например, ако смесим студено мляко и горещо кафе, цялата получена течност придобива еднакъв окончателен резултат температура. Проблемът, който трябва да бъде решен, е именно как, защо и кога този принцип работи в квантовата сфера.
Бенджамин Лев и неговият екип са успели да разработят хипотеза, която обяснява какво се случва по време на термичното равновесие на квантово ниво
Тези въпроси са точно тези, на които е било възможно да се отговори благодарение на използването на махало на Нютон в квантова скала. Като подробност ви казвам, че те не са създали инструмент като такъв, тъй като не са поставени топки върху струни, но те са били използвани групи атоми, охладени до нула градуса, за да бъдат заредени с поредица от лазерни тръби, които по-късно се активират от силно концентрирани лазерни лъчи.
Като подробност ви казваме, че този тип подход вече е бил използван и по други поводи, предлагайки може би не толкова поразителни резултати. По този повод изследователите решиха да използват силно магнетизирани атоми, за да могат да регулират с по-голяма точност как промените в някои атоми засягат техните съседи. Експериментът разкри две различни и експоненциални стъпки за постигане на термично равновесие, което най-накрая позволи на учените да разработят нова хипотеза за всичко, което се случва на квантово ниво.
Както се коментира Бенджамин лев, главен изследовател, отговарящ за развитието на проекта, и професор в Станфордския университет (Калифорния):
Това означава, че можем да имаме много обща и проста теория за това колко сложни квантови системи като тази могат да получат. Това е красиво, защото ви позволява да превеждате всичко, което се случва в тази система, на други.
Ако искаме да можем да създадем устройства, които са здрави и полезни, трябва да разберем как квантовите системи се държат извън равновесие на ниво, толкова фундаментално, колкото го разбираме от класическите системи.
За повече информация: Физически преглед X