Existuje mnoho příležitostí a jako vývojář to mohu opravdu potvrdit, takže při řešení velmi složitých problémů je možná nejlepší volbou začít velmi jednoduchým způsobem. Při této příležitosti chci, abychom si promluvili o všech velkých tajemstvích obklopujících kvantovou fyziku a o tom, jak s nepostradatelnou pomocí Newtonovo kyvadlo, skupině vědců ze Stanford University se podařilo mnoho z nich vyřešit.
Když půjdeme trochu podrobněji, možná nejlepším způsobem, jak pochopit, proč použít Newtonovo kyvadlo, v některých oblastech označovaných také jako Newtonova kolébka, je přesně vědět, o jaký mechanismus jde. Mnohem rychleji mluvíme o objektu, který můžete vidět na fotografii umístěné přímo v čele tohoto příspěvku, ve kterém můžete vidět nástroj, jehož středem je řada dokonale vyrovnaných a vyvážených koulí, které jsou na sebe delší dobu udeřeni.
Newtonovo kyvadlo vysvětluje dokonale jak moment a energie fungují velmi jednoduchým způsobem
Jako detail vám řeknu, že toto Newtonovo kyvadlo je jeden z nejzajímavějších nástrojů, pokud jde o vysvětlení, jak funguje hybnost a energie. Daleko od toho všeho se zdá, že se jí skupina vědců podařilo použít také ke studiu a porozumění různých kvantových systémů.
K provedení této práce skupina výzkumníků, kteří tento projekt vyvinuli, nepoužila Newtonovo kyvadlo v plném měřítku, ale jedním z prvních kroků, které podnikli, bylo vytvoření mnohem menší verze, stejně jako fakt použití A kvantová stupnice. Jakmile byly postaveny, umožnilo jim to studovat proces termalizace, tj způsob, jakým chaotický pohyb kvantových částic nakonec vede ke stabilní tepelné rovnováze.
Abych trochu lépe pochopil celou tuto práci a proč byla provedena, rád bych vám uvedl velmi základní příklad. Všichni dobře známe termalizaci klasické fyziky, pokud tento výraz neznáte, řekněte vám, že je to proces, ve kterém například když smícháme studené mléko a horkou kávu, získá veškerá výsledná kapalina jednotnou konečnou teplota. Problém, který je třeba vyřešit, je přesně ten jak, proč a kdy tento princip funguje v kvantové sféře.
Benjamin Lev a jeho tým dokázali vyvinout hypotézu, která vysvětluje, co se děje během tepelné rovnováhy na kvantové úrovni
Těmito otázkami byly právě ty, na které bylo možné odpovědět pomocí Newtonova kyvadla v kvantovém měřítku. Jako detail vám řeknu, že nevytvořili nástroj jako takový, protože na strunách nebyly umístěny žádné koule, ale byly použity skupiny atomů ochlazené na nula stupňů, aby byly nabity řadou laserových trubic, které byly později aktivovány vysoce koncentrovanými laserovými paprsky.
Jako detail vám řeknu, že tento typ přístupu byl již použit při jiných příležitostech a nabízí možná ne tak výrazné výsledky. Při této příležitosti se vědci rozhodli použít silně magnetizované atomy, aby mohli přesněji upravit, jak změny v některých atomech ovlivňují jejich sousedy. Experiment odhalil dva různé a exponenciální kroky k dosažení tepelné rovnováhy, který konečně umožnil vědcům vyvinout novou hypotézu o všem, co se děje na kvantové úrovni.
Jak bylo uvedeno Benjamin lev, hlavní řešitel odpovědný za vývoj projektu a profesor na Stanford University (Kalifornie):
To znamená, že můžeme mít velmi obecnou a jednoduchou teorii o tom, jak komplikované kvantové systémy, jako je tento, mohou získat. To je krásné, protože vám umožňuje přeložit vše, co se v tomto systému děje, ostatním.
Pokud chceme být schopni vytvořit zařízení, která jsou robustní a užitečná, musíme pochopit, jak se kvantové systémy chovají z rovnováhy na úrovni tak zásadní, jak ji chápeme z klasických systémů.
Více informací: Fyzická kontrola X