解构怪异:
紧急量子力学解释量子世界
自从量子力学在20世纪初首次出现以来,它已经吸引了无数的想象力th世纪。对许多人来说,宇宙的基本组成部分可以由一套与我们所熟悉的完全不同的物理规则来控制,这一想法非常吸引人。在这个令人兴奋的前景的推动下,科学家和媒体描绘的量子世界的图景呈现出一个物理学与我们自己的经典领域完全分离的世界。“原子的世界是奇怪的”,van Holten博士描述道。“在这个世界里,粒子可以同时出现在不同的地方,粒子通过心灵感应交流的速度比光还快,‘Schrödinger的猫’可以同时是死的和活的。量子力学,这个世界的理论,是神奇的。”
在几十年经常激烈的辩论中,认为量子系统不能使用经典原则来描述,如在包括牛顿和麦克斯韦尔在内的先驱物理学家,继续被广泛分享。然而,这个想法远远不受普遍接受的。反对团体认为物理法实际上并非如此不同,原子尺度如此不同;到目前为止,我们根本没有以正确的方式寻找古典行为。最近,这种观点通过经典,宏观系统似乎采用量子特性的实验越来越有吸引力:鼓励突出量子力学(EMQM)的领域。
重新评估着名的实验
2005年,由Yves Coud在巴黎大学领导的一组研究人员在含有的振动油浴的表面上“步行”,可以使较小的振动液滴的迷人发现。在存在障碍物的情况下,散步看起来像量子颗粒的路径。该团队提出了这种行为,因为液滴在击中油表面时产生波,其频率与液滴反弹的频率完全匹配。由浴缸的振荡驱动,这些波将移动;随后,推动在它们交互时创建它们的液滴。
在最初的实验几年后,剑桥大学的物理学家罗伯特·布雷迪和罗斯·安德森提出,库德的发现可能有更广泛的含义,而不仅仅是一个有趣的课堂实验。正如van Holten博士解释的那样,他们从理论上推导出“微小的油滴在流体表面上跳跃,在各个方面都与量子力学的世界完全相似。”油滴是宏观物体,遵循‘正常’的自然法则,但却以量子的方式表现。”
如果日常的自然规律能够合谋显示出类似量子的现象,就有希望形成关于原子世界如何运作的心理图像。
行走液滴中的量子特性
在2014年的研究中,安德森和布拉迪表明,这些液滴似乎在双缝实验中显示了严格的量子行为 - 着名的用于证明电子的波浪状本质。在液滴实验以及其理论中,Duo看到由液滴产生的波通过两个狭缝穿过,然后作为从每个狭缝衍射的每个狭缝出来的波线干扰。这种后续模式影响了液滴的路径,使得在实验的许多重复之后,描述当观察到的位置时的概率分布显着类似于电子的位置。
In addition, the droplets appeared to undergo ‘tunnelling’, which typically describes how if a quantum particle’s wavefunction exists on either side of a barrier, it can pass straight through – although the probability of this happening drops off as the barrier becomes taller and wider. Along with a variety of other quantum-like behaviours, the experiment appeared to present a remarkably strong case for EmQM. “If the everyday laws of nature can conspire to show up quantum-like phenomena, there is hope to form mental pictures of how the atomic world works”, Dr van Holten continues. “EmQM tries to find out whether more or perhaps all of the known quantum phenomena can be reproduced by classical physics, given a suitable model of the situation.”
紧急量子力学的答案?
虽然许多物理学家认为这一原则是有争议的,但它不是没有先例的。作为Van Holten Dr描述,热力学是通过物理系统计算热量的优秀工具,但要将其结果与物理世界连接,物理学家必须使用动力学气体理论的单独原理。
以同样的方式,Van Holten博士认为量子力学可能是对原子尺度系统进行计算的必要框架,但它没有描述物理发生的情况。为此,我们需要emqm。在这一原则上,Van Holten博士博士将进一步推动安德森和布拉迪的早期提案:如果他建议,那些采用描述Couder的弹跳油滴的相同规则是如何描述电子本身的相同规则?
这种想法冲突了传统的电子描述为单一的电荷点,占据不卷。在他最近的研究中,VAN HOLTEN DR通过开发一种模型来探索它,其中携带电子的电荷的小型仪器,然而被限制在诸如原子的陷阱内。虽然他只将古典物理应用于这种模式,但他发现电荷液滴似乎遵守量子力学通常要求的法律;例如,它们复制(定量正确)所结合电子的离散能级。此外,他们清楚地展示了他们波长和血液之间的关系。这意味着当乘以乘以,这两个值产生了普朗克的常数 - 一种对每个量子过程都是基本的值。结果似乎是emqm的胜利,但Van Holten博士的实验最显着的结果尚未到来。
神秘是,除了质量之外,μ子和tau的所有属性与电子的所有性质相同。
解决被带电的leptons的神秘面纱
在他的模型中,Van Holten博士发现了三种不同的液滴配置,可以存在于平衡中;每个都有不同的质量。立即,这让他考虑了我们对粒子物理标准模型的理解差距 - 该理论纳入了宇宙的所有已知的基本构建块。特别是,该模型具有三个带电的“Leptons”:熟悉的电子,μ子 - 比电子更重约207倍 - ,Tauon-A的剧烈3477倍。“由于在宇宙辐射中发现μ子,因此这些颗粒的大量质量是谜团”,Van Holten博士描述。“认为质量不是任意的,但以某种方式与颗粒的其他性质有关。谜团是,除了质量之外,μ子和Tau的所有属性与电子的所有属性相同。“
通过他的模特,Van Holten博士提出了奥秘可以在eMQM的帮助下解决 - 通过治疗不作为量子颗粒的三个leptons,而是作为微小的电荷。暂时,他建议从他的模型中出现的三个群众可以直接与已知的电子,丘和矿床相对应。解决理论,这种假设得到了确认,因为再次找到了普朗克常量的正确值。这意味着他们的巨大不同的群众没有与一些尚未解释的量子财产联系,因为许多研究人员目前相信;而是,这是一些熟悉的物理学的简单结果。如果是正确的,这个理论将是粒子物理学的接地启示,这表明至少一些标准模型的神秘怪癖远远不如我们目前思考的那么神秘。
重新思考量子力学的一个例子
目前,主导的观点是,量子世界是由一套与经典领域完全不同的规则统治的。然而,van Holten相信他的发现为EmQM的更广泛应用提供了有力的证据,在这种情况下,量子领域与我们自己的领域并没有太大的不同。如果他的观点得到更广泛的接受,他们将很快为物理学的广泛领域提供广泛的解决方案。
正如范尔滕博士的总结,“考虑到欧盟委员会的成功,一个奇迹是原子世界是真正神奇的,如目前物理书籍所宣称。原子规模的自然可能与幻觉家更好地相当,其技巧看似完全魔法,但仍然必须遵守普通世界的法律。问题是要了解技巧如何工作。“
个人反应
如何在学术界中观看的紧急量子力学领域以及您如何尝试进一步接受?
洞察力!现在我们可以专注于浪潮自己。
围绕连接和普遍存在的问题可能会在那里回答。