Есть много случаев, и как разработчик я действительно могу засвидетельствовать это, когда для решения очень сложных проблем, возможно, лучший вариант - начать с очень простого. В этой связи я хочу, чтобы мы поговорили обо всех великих загадках, окружающих квантовую физику, и о том, как с незаменимой помощью Маятник Ньютона, группе исследователей из Стэнфордского университета удалось решить многие из них.
Если углубиться в детали, возможно, лучший способ понять, зачем использовать маятник Ньютона в некоторых областях, также известных как колыбель Ньютона, - это точно знать, что это за механизм. Намного более быстрым способом мы говорим об объекте, который вы можете увидеть на фотографии, расположенной прямо в верхней части этого поста, в котором вы можете увидеть инструмент, в центре которого находится серия идеально выровненных и сбалансированных шаров, которые наносят друг другу удары в течение длительного периода времени.
Маятник Ньютона прекрасно объясняет как момент и энергия работают очень просто
В качестве подробностей скажу вам, что этот маятник Ньютона один из самых интересных инструментов, объясняющих, как работают импульс и энергия. Это далеко не все, похоже, что группе исследователей удалось использовать его также для изучения и понимания различных квантовых систем.
Для выполнения этой работы группа исследователей, которая разработала этот проект, не использовала полномасштабный маятник Ньютона, но одним из первых шагов, которые они предприняли, было создание гораздо меньшей версии, чем факт использования квантовая шкала. После постройки он позволил им изучить процесс термализации, то есть способ, которым хаотическое движение квантовых частиц в конечном итоге приводит к устойчивому тепловому равновесию.
Чтобы лучше понять всю эту работу и почему она проводилась, я хотел бы привести вам очень простой пример. Все мы хорошо знакомы с термализацией классической физики, если вы не знаете этот термин, скажите вам, что это процесс, в котором, например, если мы смешаем холодное молоко и горячий кофе, вся полученная жидкость приобретает однородный конечный продукт. температура. Решаемая проблема - это именно как, почему и когда этот принцип работает в квантовой сфере.
Бенджамину Леву и его команде удалось разработать гипотезу, объясняющую, что происходит во время теплового равновесия на квантовом уровне.
Именно на эти вопросы можно было ответить благодаря использованию ньютоновского маятника в квантовом масштабе. В качестве детали скажу вам, что они не создали инструмент как таковой, поскольку на струнах не было шариков, но они использовались. группы атомов, охлажденные до нуля градусов, для зарядки с помощью ряда лазерных трубок, которые позже были активированы высококонцентрированными лазерными лучами.
В качестве подробностей скажу вам, что этот тип подхода уже использовался в других случаях, предлагая, возможно, не столь поразительные результаты. В этом случае исследователи решили использовать сильно намагниченные атомы, чтобы иметь возможность с большей точностью регулировать, как изменения в некоторых атомах влияют на их соседей. Эксперимент выявил два разных экспоненциальных шага для достижения теплового равновесия., что наконец позволило ученым разработать новую гипотезу обо всем, что происходит на квантовом уровне.
Как прокомментировал Бенджамин Лев, главный исследователь, ответственный за разработку проекта, профессор Стэнфордского университета (Калифорния):
Это означает, что мы можем иметь очень общую и простую теорию о том, насколько сложными могут быть подобные квантовые системы. Это красиво, потому что позволяет транслировать все, что происходит в этой системе, другим.
Если мы хотим иметь возможность создавать надежные и полезные устройства, мы должны понимать, как квантовые системы ведут себя из равновесия на столь фундаментальном уровне, как мы понимаем его из классических систем.
Дополнительная информация: Физический обзор X