Квант - Джим Аль-Халили
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
59
Разница в том, что в космосе вы не обладаете весом, так как на вас не действует гравитационная сила, но ваша масса при этом остается неизменной.
60
Впервые описанному в письме, которое Дирак отправил Бору в 1929 году.
61
Не путайте объединение квантовой механики с общей теорией относительности с достижением Дирака, которому в 1928 году удалось объединить квантовую механику со специальной теорией относительности. В сравнении это было лишь парой пустяков. В конце концов, в специальной теории относительности не задействованы силы.
62
Энтропия – это довольно странная величина, которая измеряет уровень беспорядка в физической системе. Например, перетасовка колоды карт повышает ее энтропию.
63
Она положительна только в том смысле, что там нет электрона, так что она положительна относительно окружающих ее электронов.
64
В отличие от света обычной лампочки, которая излучает некогерентный свет, так как волны выходят из нее не в фазе и даже характеризуются разной частотой.
65
Чтобы совершить захватывающую экскурсию по будущему микроэлектроники и телекоммуникаций, не говоря уже о других областях науки, которые в XXI веке ждет революция, рекомендую вам прочитать книгу Мичио Каку Visions (Oxford University Press, 1998).
66
В этом контексте под экзотическим ядром понимается такое ядро, для которого характерен сильный дисбаланс между числом входящих в него протонов и нейтронов. Из-за этого оно не только становится крайне нестабильным, но и часто получает странные новые свойства.
67
Я не горжусь таким отношением и с тех пор стал стараться лучше понять детали экспериментов.
68
Больший из двух циклотронов, К1200, ускоряет атомные ядра до одной трети скорости света (100000 километров в секунду). Каждое ядро преодолевает расстояние порядка трех километров, около 800 раз проходя по кругу. На выходе ядра попадают под действие магнитного поля мощностью до пяти Тесла. Чтобы дать контекст, скажу, что мощность магнитного поля Земли составляет одну десятитысячную Тесла, а типичного стержневого магнита – около одной десятой Тесла на полюсах. Учитывая, насколько маленьким и легким является отдельное атомное ядро, мы понимаем, что магнитное поле мощностью в несколько Тесла может оказывать на него довольно серьезное воздействие. Для сведения, самые мощные магнитные поля (до 60 Тесла) создаются при помощи специальных «пульсирующих» магнитов.
69
Абсолютный ноль равняется -273 °C. Он считается нулевой точкой шкалы Кельвина (0 К). Так что мы можем сказать, что вода замерзает при температуре 273 К. Достичь абсолютного ноля мы не можем, но можем достичь температуры, отличающейся от него на малую долю градуса.
70
Это связано со спином фермионов, который всегда представляет собой нечетный множитель полуцелых значений, например 1/2, 3/2 и т. д. Два электрона со спином 1/2 при вращении в одну сторону объединятся, в результате чего их общий спин будет равняться 1, а при вращении в противоположные стороны – 0. В любом случае квантовая система с целым (0 или 1) спином будет демонстрировать поведение, свойственное для бозонов.
71
В жидкой форме гелий имеет температуру менее 4 К (-269 °C).
72
Некоторые атомы ведут себя как бозоны, другие – как фермионы. Все зависит от присущего им общего момента импульса. Когда два фермиона пытаются занять одно и то же состояние, их волновые функции разрушительным образом интерферируют, сводя вибрацию на нет, поэтому два фермиона никогда не могут находиться в одном состоянии.
73
Технически мы говорим, что происходит сдвиг протона по фазе. Понятие фазы связано с волнообразным поведением – как в терминах «в фазе» и «не в фазе» – и все же может применяться к отдельному фотону света, который описывается при помощи волновой функции, то есть величины, содержащей в себе информацию о фазе.
74
При абсолютном нуле атом должен быть стационарен (то есть обладать нулевым импульсом) и прикован к одному месту. Но тогда мы будем точно знать и его положение, и величину импульса, что нарушает принцип неопределенности. Следовательно, атомы всегда обладают небольшим запасом энергии, который называется нулевой энергией, и охладить их до абсолютного нуля невозможно.
75
Потому что он проверял состояние квантовой кошки.
76
С. А. Sackett et al. Nature, vol. 404 (16 марта 2000). P. 256.
77
Выберите одно из следующих определений: фемтосекунда равна 10-15 с, или одной миллиардной микросекунды, или одной миллионной одной миллиардной секунды, или… В общем, она в любом случае очень коротка.
78
В Северной Америке его продавали под брендом Timex, модель TS-1000. В Великобритании он стал первым компьютером ценой менее ста фунтов.
79
На практике измерение ориентации спина ядер влияет на волновые функции вращающихся на орбите электронов двух атомов, а следовательно, и на установленную между ними связь.
80
Брайан Грин. «Элегантная Вселенная. Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории» (М., Либроком, 2017).
81
Джон Гриббин. «В поисках кота Шрёдингера. Квантовая физика и реальность» (М., Рипол Классик, 2016).
82
Роджер Пенроуз. «Новый ум короля. О компьютерах, мышлении и законах физики» (М., Издательская группа URSS, 2015).
83
Ричард Фейнман. «КЭД. Странная теория света и вещества» (М., Полиграфиздат, 2012).
84
Пол Дэвис. «Суперсила» (М., Мир, 1989).
85
Дэвид Дойч. «Структура реальности. Наука параллельных вселенных» (М., Альпина нон-фикшн, 2017).
