Der er mange lejligheder, og som udvikler kan jeg virkelig vidne om dette, hvor jeg kan løse meget komplekse problemer, måske er den bedste mulighed at starte på en meget enkel måde. Ved denne lejlighed vil jeg have os til at tale om alle de store mysterier omkring kvantefysik og hvordan, med den uundværlige hjælp fra en Newtons pendul, en gruppe forskere fra Stanford University har formået at løse mange af dem.
At gå lidt mere i detaljer, måske den bedste måde at forstå, hvorfor man bruger et Newton-pendul, i nogle områder også kaldet Newtons vugge, er netop at vide, hvad denne mekanisme er. På en meget hurtigere måde taler vi om det objekt, som du kan se på fotografiet placeret lige i spidsen for dette indlæg, hvor du kan se et instrument i midten, som er en række perfekt justerede og afbalancerede kugler, der er slog hinanden i lang tid.
Newtons pendul forklarer perfekt hvordan øjeblik og energi fungerer på en meget enkel måde
Som en detalje, fortæl dig, at dette Newton-pendul er et af de mest interessante værktøjer, når det kommer til at forklare, hvordan momentum og energi fungerer. Langt fra alt dette ser det ud til, at en gruppe forskere har formået at bruge den til også at studere og forstå forskellige kvantesystemer.
For at udføre dette arbejde har den gruppe forskere, der har udviklet dette projekt, ikke brugt et fuldskala Newton-pendul, men et af de første skridt, de har taget, var at bygge en meget mindre version, lige så meget som det faktum at bruge -en kvanteskala. Når de var bygget, tillod det dem at studere termiseringsprocessen, dvs. måde, hvorpå den kaotiske bevægelse af kvantepartikler til sidst fører til en stabil termisk ligevægt.
For at forstå lidt bedre alt dette arbejde, og hvorfor det blev udført, vil jeg gerne give dig et meget grundlæggende eksempel. Vi er alle meget fortrolige med termiseringen af klassisk fysik, hvis du ikke kender dette udtryk, fortæl dig, at det er den proces, hvor for eksempel, hvis vi blander kold mælk og varm kaffe, får al den resulterende væske en ensartet endelig temperatur. Problemet, der skal løses, er netop problemet hvordan, hvorfor og hvornår dette princip fungerer i kvanteområdet.
Benjamin Lev og hans team har formået at udvikle en hypotese, der forklarer, hvad der sker under termisk ligevægt på kvanteniveau
Disse spørgsmål har netop været dem, der er blevet besvaret takket være brugen af et Newtonsk pendul på kvanteskala. Fortæl dig som en detalje, at de ikke har oprettet et værktøj som sådan, da der ikke var nogen kugler placeret på strenge, men de er blevet brugt grupper af atomer afkølet til nul grader for at blive ladet med en række laserrør, som senere blev aktiveret af stærkt koncentrerede laserstråler.
Som en detalje, fortæl dig, at denne type tilgang allerede er blevet brugt ved andre lejligheder, hvilket måske ikke giver så slående resultater. Ved denne lejlighed besluttede forskerne at bruge stærkt magnetiserede atomer for at justere mere præcist, hvordan ændringer i nogle atomer påvirker deres naboer. Eksperimentet afslørede to forskellige og eksponentielle trin for at opnå termisk ligevægt, som endelig har gjort det muligt for forskere at udvikle en ny hypotese om alt, hvad der sker på kvanteniveau.
Som kommenteret Benjamin lev, hovedforsker med ansvar for udviklingen af projektet og professor ved Stanford University (Californien):
Dette betyder, at vi kan have en meget generel og enkel teori om, hvor komplicerede kvantesystemer som dette kan blive. Dette er smukt, fordi det giver dig mulighed for at oversætte alt, hvad der sker i dette system til andre.
Hvis vi vil være i stand til at skabe enheder, der er robuste og nyttige, skal vi forstå, hvordan kvantesystemer opfører sig ud af ligevægt på et så grundlæggende niveau, som vi forstår det fra klassiske systemer.
Yderligere oplysninger: Fysisk gennemgang X