Ny misterin'ny fotoana
Olana foana ny fotoana. Voalohany, sarotra ho an'ny saina niavaka ny nahatakatra hoe inona marina ny fotoana. Amin'izao fotoana izao, raha toa ka takatsika izany amin'ny lafiny iray, dia maro no mino fa raha tsy misy izany, farafaharatsiny amin'ny heviny mahazatra, dia hahazo aina kokoa.
"" Nosoratan'i Isaac Newton. Nino izy fa ny fotoana ihany no tena azo takarina amin'ny matematika. Ho azy, ny fotoan-drama tokana tokana sy ny géométrie dimensional an'izao rehetra izao dia lafin-javatra mahaleo tena sy misaraka amin'ny zava-misy marina, ary amin'ny fotoana rehetra amin'ny fotoana tanteraka dia nitranga niaraka tamin'izay ny zava-mitranga rehetra eo amin'izao rehetra izao.
Miaraka amin'ny teoria manokana momba ny relativité, i Einstein dia nanaisotra ny foto-kevitra momba ny fotoana miaraka. Araka ny heviny, ny simultaneity dia tsy fifandraisana tanteraka eo amin'ny zava-mitranga: ny zavatra miaraka amin'ny rafitra iray dia tsy voatery hitovy amin'ny hafa.
Ohatra iray amin'ny fahatakaran'i Einstein ny fotoana dia ny muon avy amin'ny taratra cosmic. Izy io dia singa subatomika tsy marin-toerana miaraka amin'ny androm-piainan'ny 2,2 microseconds. Miforona ao amin'ny atmosfera ambony izy io, ary na dia antenainay aza fa handeha 660 metatra fotsiny izy (amin'ny hafainganam-pandehan'ny hazavana 300 km/s) alohan'ny fahalovana, ny fiantraikan'ny dilation ny fotoana dia ahafahan'ny muons cosmic mandeha mihoatra ny 000 kilometatra mankany amin'ny tany. ary fanampiny. . Ao amin'ny rafitry ny tany, ny muon dia velona ela kokoa noho ny hafainganam-pandehany.
Tamin'ny 1907, ny mpampianatra Einstein teo aloha Hermann Minkowski dia nampiditra ny habaka sy ny fotoana ho. Ny spacetime dia toy ny seho misy poti-javatra mihetsika eo amin'izao rehetra izao mifandray amin'ny tsirairay. Na izany aza, tsy feno io dikan-teny momba ny habakabaka io (Jereo ihany koa: ). Tsy tafiditra tao anatin'izany ny gravité raha tsy nampidirin'i Einstein ny relativity ankapobeny tamin'ny 1916. Ny lamban'ny habaka dia mitohy, malama, miolikolika ary simba noho ny fisian'ny zavatra sy ny angovo (2). Ny gravité dia ny fihodinan'izao rehetra izao vokatry ny vatana goavana sy ny endrika angovo hafa izay mamaritra ny lalana izoran'ny zavatra. Ity curvature ity dia mavitrika, mihetsika rehefa mihetsika ny zavatra. Araka ny voalazan’i John Wheeler, mpahay fizika, “ny habakabaka dia mamandrika faobe, milaza aminy ny fomba fihetsehana, ary fandrika faobe ny habakabaka, milaza azy ny fomba fiolahana”.
2. Einstein habakabaka-fotoana
Время и квантовый мир
Ny teoria ankapobeny momba ny relativité dia mihevitra ny fikorianan'ny fotoana ho mitohy sy mifamatotra, ary mihevitra ny fikorianan'ny fotoana ho universal sy tanteraka amin'ny fizarana voafantina. Tamin'ny taona 60, ny fanandramana nahomby tamin'ny fampifangaroana hevitra tsy mifanaraka teo aloha, ny mekanika quantum ary ny relativité ankapobeny dia nitarika ny antsoina hoe equation Wheeler-DeWitt, dingana mankany amin'ny teoria. quantum gravité. Namaha olana iray io equation io, fa namorona iray hafa. Tsy mitana anjara toerana amin'io fampitoviana io ny fotoana. Niteraka resabe teo amin’ny mpahay fizika izany, izay antsoin’izy ireo hoe olan’ny fotoana.
Carlo Rovelli (3), у современного итальянского физика-теоретика есть определенное мнение по этому поводу. «, — написал он в книге «Тайна времени».
3. Carlo Rovelli sy ny bokiny
Ireo izay miombon-kevitra amin'ny fandikana an'i Copenhague momba ny mekanika quantum dia mino fa ny fizotran'ny quantum dia mankatò ny equation Schrödinger, izay mirindra amin'ny fotoana ary mipoitra avy amin'ny firodanan'ny onjan'ny asa iray. Ao amin'ny dikan-teny mekanika quantum amin'ny entropy, rehefa miova ny entropy, dia tsy hafanana no mikoriana, fa fampahalalana. Misy mpahay fizika quantum milaza fa nahita ny loharano nipoiran'ny zana-tsipìkan'ny fotoana. Lazain'izy ireo fa miparitaka ny angovo ary mirindra ny zavatra satria ny singa subatomika dia mifamatotra amin'ny fifandraisana amin'ny endrika "entanglement quantum". Einstein, miaraka amin'ny mpiara-miasa aminy Podolsky sy Rosen, dia nihevitra ny fitondran-tena toy izany ho tsy azo atao satria mifanohitra amin'ny fiheverana ny zava-misy eo an-toerana momba ny antony. Ahoana no ahafahan'ireo singa mifanalavitra mifandray avy hatrany, hoy izy ireo.
Tamin'ny 1964, dia namolavola fitsapana andrana izy izay nanaporofo ny filazan'i Einstein momba ireo antsoina hoe fari-piarovana miafina. Noho izany dia inoan'ny besinimaro fa mandehandeha eny anelanelan'ireo poti-javatra voasaringotra ny fampahalalana, izay mety ho haingana kokoa noho ny azon'ny hazavana. Araka ny fantatsika dia tsy misy ny fotoana ho an'ny запутанные частицы (4).
Nisy ekipan'ny fizika ao amin'ny Oniversite Hebreo notarihin'i Eli Megidish any Jerosalema nitatitra tamin'ny 2013 fa nahomby izy ireo tamin'ny fanitsakitsahana ny fotona izay tsy niara-niaina tamin'ny fotoana. Voalohany, tamin'ny dingana voalohany izy ireo dia namorona fotona roa mifamatotra, 1-2. Fotoana fohy taorian'izay, dia norefesiny ny polarisation ny foton 1 (ilay toetra milaza ny lalana izoran'ny hazavana) — ka “mamono” azy (Dingana II). Nalefa tamin'ny diany ny Photon 2, ary niforona ny mpivady vaovao 3-4 (dingana III). Ny Photon 3 dia norefesina niaraka tamin'ny photon 2 mandeha ka "niova" ny coefficient entanglement avy amin'ny mpivady taloha (1-2 sy 3-4) ho amin'ny 2-3 vaovao mitambatra (dingana IV). Fotoana fohy taty aoriana (stage V), dia refesina ny polarity an'ny foton 4 sisa velona, ary ny vokatra dia ampitahaina amin'ny polarization ny photon 1 efa maty ela (miverina amin'ny dingana II). Vokatra? Ny angon-drakitra dia nanambara ny fifandraisana misy eo amin'ny photons 1 sy 4, izay "tsy eo an-toerana." Midika izany fa mety hipoitra amin'ny rafitra quantum roa ny fifandonana izay tsy mbola niara-niaina tamin'ny fotoana.
Tsy afa-manoatra i Megidish sy ny mpiara-miasa aminy momba ny mety ho fandikana ny valiny. Angamba ny fandrefesana ny polarization ny photon 1 amin'ny dingana II dia mitarika ny ho avy polarization ny 4, na ny fandrefesana ny polarization ny photon 4 ao amin'ny dingana V indray manoratra ny teo aloha polarization ny photon 1. Amin'ny lafiny mandroso sy aoriana, Ny fifandraisan'ny quantum dia miparitaka amin'ny tsy fisian'ny antony eo anelanelan'ny fahafatesan'ny foton iray sy ny fahaterahan'ny iray hafa.
Inona no mety ho dikan'izany amin'ny ambaratonga macro? Ny mpahay siansa miresaka momba ny mety ho fiantraikan'izany dia mampiakatra ny mety hisian'ny fandinihantsika ny hazavan'ny kintana amin'ny fomba ahoana no nibaiko ny fiovaovan'ny fotona 9 lavitrisa taona lasa izay.
Ny mpivady Amerikana sy Kanadiana fizika, Matthew S. Leifer ao amin'ny Chapman University any Kalifornia sy Matthew F. Pusey ao amin'ny Perimeter Institute for Theoretical Physics any Ontario, dia nandinika taona maromaro lasa izay fa raha tsy mifikitra amin'ny zava-misy i Einstein. Ny fandrefesana natao tamin'ny singa iray dia azo taratra amin'ny lasa sy ny ho avy, izay manjary tsy misy dikany amin'ity toe-javatra ity. Tamin'ny fanavaozana ny fiheverana fototra sasany, ny mpahay siansa dia namolavola modely mifototra amin'ny theorem's Bell izay manova ny habaka ho fotoana. Ny kajikajin'izy ireo dia mampiseho ny antony, raha mihevitra fa mialoha foana ny fotoana, dia tafintohina amin'ny fifanoherana isika.
Araka ny voalazan'i Carl Rovelli, ny fomba fijerintsika olombelona ny fotoana dia mifamatotra amin'ny fomba fiasan'ny angovo mafana. Nahoana no ny lasa ihany no fantatsika fa tsy ny ho avy? Ny fanalahidy, araka ny soso-kevitry ny mpahay siansa, fikorianan'ny hafanana avy amin'ny zavatra mafana mankany amin'ny zavatra mangatsiaka kokoa. Mampangatsiatsiaka ny kafe ny gilasy iray alatsaka ao anaty kaopy misy kafe mafana. Saingy tsy azo ivalozana ny dingana. Ny olombelona, toy ny karazana “machine thermodynamika” sasany, dia manaraka an'io zana-tsipìkan'ny fotoana io ary tsy afaka mahazo lalana hafa. Hoy i Rovelli: “Raha mandinika ny bitika bitika anefa aho, dia manjavona ny fahasamihafan’ny lasa sy ny ho avy... ao amin’ny fitsipi-pitenenana fototra momba ny zavatra, dia tsy misy mahasamihafa ny antony sy ny vokany.”
Ny fotoana refesina amin'ny ampahany quantum
Sa mety azo isaina ny fotoana? Ny teoria vaovao nipoitra vao haingana dia milaza fa ny elanelam-potoana kely indrindra azo eritreretina dia tsy afaka hihoatra ny iray tapitrisa amin'ny arivo tapitrisa amin'ny arivo tapitrisa segondra. Ny teoria dia manaraka foto-kevitra izay farafaharatsiny fananana fototra amin'ny famantaranandro. Araka ny voalazan'ireo teorista, ny fiantraikan'io hevitra io dia mety hanampy amin'ny famoronana "teoria momba ny zava-drehetra".
Tsy vaovao ny foto-kevitry ny quantum time. Modely momba ny gravité quantum dia manolotra fa ny fotoana dia tokony ho isaina ary manana hafainganam-pandeha manokana. Ity tsingerin'ny tsingerina ity no singa faran'izay kely indrindra, ary tsy misy refin'ny fotoana mety ho kely noho ity. Toy ny hoe nisy saha teo am-pototry ny Universe izay mamaritra ny hafainganam-pandeha farany ambany indrindra amin'ny zava-drehetra ao aminy, ka manome lanja ny singa hafa. Raha ny amin’io famantaranandro maneran-tany io, dia “raha tokony hanome lanja, dia hanome fotoana izy”, hoy ny fanazavan’ny mpahay fizika iray, izay manolotra ny fotoana hamaritana, Martin Boyowald.
Tamin'ny fanaovana simulation ny famantaranandro manerantany toy izany, izy sy ireo mpiara-miasa aminy ao amin'ny Pennsylvania State College any Etazonia dia nampiseho fa mety hisy fiantraikany amin'ny famantaranandro atomika artifisialy izany, izay mampiasa vibration atomika mba hamokarana valiny marina indrindra fantatra. fandrefesana fotoana. Согласно этой модели, ход атомных часов (5) иногда не синхронизировался с ходом универсальных часов. Это ограничило бы точность измерения времени одними атомными часами, а это означает, что два разных атомных часа могут в конечном итоге не совпадать по продолжительности прошедшего периода. Учитывая, что наши лучшие атомные часы согласуются друг с другом и могут измерять тики до 10-19 секунд, или одной десятой миллиардной миллиардной доли секунды, основная единица времени не может быть больше 10-33 секунд. Таковы выводы статьи по этой теории, появившейся в июне 2020 года в журнале «Physical Review Letters».
5. Famantaranandro atomika miorina amin'ny lutetium ao amin'ny National University of Singapore.
Mihoatra noho ny fahaizantsika ara-teknolojia ankehitriny ny fizahana raha misy ny singa fototra amin'ny fotoana toy izany, saingy toa azo idirana kokoa noho ny fandrefesana ny fotoana Planck, izay 5,4 × 10–44 segondra.
Tsy mandeha ny effet lolo!
Ny fanesorana ny fotoana amin'ny tontolon'ny quantum, na ny fanisana azy, dia mety hisy vokany mahaliana, saingy ndeha ho marin-toetra, ny eritreritra malaza dia entin'ny zavatra hafa, dia ny fandehanana fotoana.
Herintaona lasa izay, Ronald Mallett, mpampianatra fizika ao amin'ny Oniversiten'i Connecticut, dia nilaza tamin'ny CNN fa nanoratra equation siantifika izy izay azo ampiasaina ho fototry ny milina tena fotoana. Nanamboatra fitaovana iray mihitsy aza izy mba hampisehoana singa fototra amin'ny teoria. Mino izy fa azo atao izany mamadika ny fotoana ho tadyizay mamela ny fandehan'ny fotoana mankany amin'ny lasa. Nanamboatra prototype mihitsy aza izy mampiseho ny fomba ahafahan'ny laser manampy amin'ny fanatrarana io tanjona io. Marihina fa ny mpiara-miasa amin'i Mallett dia tsy mahazo antoka fa ho tanteraka mihitsy ny milina fanevany. Na i Mallett aza dia miaiky fa ny heviny dia teorika tanteraka amin'izao fotoana izao.
Tamin'ny faramparan'ny taona 2019, New Scientist dia nitatitra fa ny mpahay fizika Barak Shoshani sy Jacob Hauser ao amin'ny Perimeter Institute any Canada dia namaritra vahaolana ahafahan'ny olona mandeha amin'ny lalana iray. Newsline ny faharoa, mandalo amin'ny alalan'ny lavaka habakabaka-fotoana na tonelina, araka ny filazan’izy ireo, “mety ho azo atao”. Ity modely ity dia mihevitra fa misy universes mifanitsy isan-karazany ahafahantsika mivezivezy, ary manana tsy fahampiana lehibe - tsy misy fiantraikany amin'ny fandaharam-potoanan'ny mpandeha ny dia. Noho izany dia azonao atao ny mitaona ny continuum hafa, fa ilay nanombohantsika ny dia dia tsy miova.
Ary satria isika dia ao anatin'ny continuums space-time, dia miaraka amin'ny fanampiana solosaina quantum Mba hanahafana ny fandehan'ny fotoana, vao haingana no nanaporofoan'ny mpahay siansa fa ao amin'ny tontolon'ny quantum dia tsy misy "vokatry ny lolo", izay hita amin'ny sarimihetsika sy boky fiction siansa maro. Ao amin'ny fanandramana amin'ny haavon'ny quantum, simba, toa saika tsy niova, toy ny hoe manasitrana ny tenany ny zava-misy. Nisy taratasy momba ity lohahevitra ity niseho tamin'ity fahavaratra ity tao amin'ny Psychological Review Letters. "Ao amin'ny solosaina quantum dia tsy misy olana na ny fanaovana simulation ny evolisiona mifanohitra amin'ny fotoana, na ny fanaovana simulation ny dingan'ny famadihana ny dingana iray hiverina amin'ny lasa," hoy i Mikolai Sinitsyn, mpahay fizika teorika ao amin'ny Los Alamos National Laboratory ary mpiara-manoratra ny fandalinana. . Asa. "Azontsika jerena tokoa ny zava-mitranga amin'ny tontolon'ny quantum be pitsiny raha miverina amin'ny fotoana isika, manampy fahasimbana kely ary miverina. Hitantsika fa velona ny tontolontsika taloha, izay midika fa tsy misy fiantraikany amin'ny lolo amin'ny mekanika quantum. "
Kapoka lehibe ho antsika izany, saingy mety ho vaovao tsara ho antsika. Ny continuum space-time dia mitazona ny fahamarinany, manakana ny fiovana kely tsy handrava azy. Nahoana? Fanontaniana mahaliana ity, saingy lohahevitra hafa kely noho ny fotoana mihitsy.
