0. Wstępniak, po prostu Wstępniak, bez udziwnień ;)
Ano, witajcie.
Dziś jest sobota, a sobota to dobry dzień dla kota, szczególnie Schrodingera, który jest i żywy, i martwy, jasna cholera ;)
Zostawmy koty w spokoju, choć wiadomo nie od dziś, że to one rządzą czwartym wymiarem przestrzennym czyli wirtualnym królestwem Internetu.
Czwarty wymiar powraca, ale tym razem chciałem przytoczyć Wam eksperyment, już nie domysły a pewne doświadczenie, spoza którego wyziera na nas spojrzeniem pełnym pogardy wymiar numer cztery, oczywiście przestrzenny. Bo inny wymiar czwarty mamy - jest nim czas. Jednakże ja o przestrzennym chciałem Was potraktować. Dlaczego pełnym pogardy? A jak Wy patrzycie na mrówki, na przykład? Z pełną wyższością. I nie kłamcie, że nie ;)
Dobrze byłoby, gdybyście przeczytali moje wypociny w tym temacie > klik < - nie będę musiał zaczynać od zera. I, Tłuczyny moje, zrobię tak: nie będę się produkował o tym samym, se przeczytajcie, rozboli Was co najwyżej głowa, ale przybędzie szarych komórek, w najgorszym wypadku rozwiniecie nowe połączenia neuronowe.
1. No to do dzieła!
Na szczęście nie musimy wcale lubić mrówek, jesteśmy przecież fizykami, a nie biologami.
Niedawno dokonano pewnego odkrycia, które zamierzam przytoczyć. Przytaszczyć ;)
Jesteśmy przyzwyczajeni do trzech wymiarów przestrzennych i jednego czasowego. Jednak niedawno, przedzierając się przez chaszcze skomplikowanej warstwy teoretycznej i zahaczając o mechanikę kwantową, uzyskano pewne ślady wskazujące, że czwarty wymiar przestrzenny może istnieć.
Poprzez umieszczenie blisko siebie dwóch dwuwymiarowych, specjalnie zaprojektowanych struktur, dwa zespoły naukowców (USA, oczywiście! Ci dzielni, wszechwiedzący amerykańscy naukowcy ;) oraz europejscy.) odkryły ślady czwartego wymiaru przestrzennego. Dokonały tego wykorzystując tzw. kwantowy efekt Halla, o którym napiszę później (w tym tekście oczywiście, nie jutro czy za rok ;))
Mikael Rechtsman (którego dziadek służył wiadomo gdzie. Zapewne ;)) z Uniwersytetu Penn State zauważa: 'Fizycznie, nie mamy dostępnego systemu czterowymiarowego, ale mamy dostęp do kwantowej czterowymiarowej fizyki Halla, używając układu o niższej strukturze wymiarowej, ponieważ układ 4D jest niejako zakodowany w skomplikowanej strukturze badanych obiektów 2D'
I, kontynuuje ten pan: 'Być może będziemy w stanie wymyślić nową fizykę w wyższym wymiarze, a potem zaprojektować urządzenia, które wykorzystują fizykę 4D w przestrzeni o wymiarach niższych niż 4.'
Brzmi to wszystko dość enigmatycznie ale niesamowicie ciekawie. Sam jestem przejęty tym, co zaraz napiszę ;)
Bo, innymi słowy, zdania powyższe oznaczają, że tak jak obiekt 3D rzuca cień na płaszczyznę dwuwymiarową, tak naukowcy zdołali zaobserwować cień trójwymiarowy struktury czterowymiarowej - nawet jeśli nie byli w stanie dostrzec jej prawdziwego, czterowymiarowego kształtu.
2. Szczegóły, czyli sam miód ;)
Całe doświadczenie wymagało nie lada konceptu, zaprzęgnięto i wykonano obliczenia, za które w 2016 roku przyznano Nagrodę Nobla z fizyki. Wynikiem tych zabaw z cyferkami jest wniosek, że kwantowy efekt Halla wskazuje na istnienie czwartego wymiaru przestrzennego! Eksperymenty opisane powyżej dały nam obraz efektów, jakie czwarty wymiar przestrzenny może wywoływać.
Zespół europejski stworzył układ atomów schłodzonych do temperatury bliskiej zera bezwzględnego (-273.15 st. Celsjusza). Umieszczono je (atomy, nie naukowców) na siatce dwuwymiarowej za pomocą laserów. Z oczu ;)
Za pomocą dodatkowych laserów, zespół był w stanie wytworzyć kwantowe 'doładowanie' (dostarczenie energii do układu), aby wzbudzić uwięzione atomy i sprawić, by zaczęły się poruszać. I, teraz, bomba: pewne odchylenia od przewidzianej trajektorii bardzo dokładnie pasują do efektu, jaki wywołałby czterowymiarowy kwantowy efekt Halla. To bardzo mocny argument na to, że czwarty wymiar mógłby istnieć naprawdę.
Zespół naukowców z USA także użył laserów (poproszono Supermana, aby trochę poświecił oczami ;)), jednak ich doświadczenie polegało na kontrolowaniu laserami światła, które przemieszczało się przez szklany blok. Nie blok czteropiętrowy, nie mówię tu o szklanych domach niczym w 'Przedwiośniu', ale taki, po prostu, blok ze szkła. Ech. Wiem jak to brzmi, ale nie będę się powtarzał ;)
Poprzez manipulację światła i symulując efekty, jakimi pole elektryczne wpływa na cząstki naładowane, znowu zaobserwowano, że zachodzą 4D-kwantowe efekty Halla.
3. I co dalej? I czym, do cholery, jest w końcu 4D-kwantowy efekt Halla, o którym tak tu się głośno trąbi?! :)
Niestety i oczywiście, nie mamy dostępu do tego 4D-świata. Utknęliśmy na dobrego w jedynie trzech przestrzennych wymiarach. Jednak naukowcy uważają, że mechanika kwantowa może nam pewien obraz świata 4D.
Wiecie co sobie myślę?
Dlaczego mechanika kwantowa jest tak sprzeczna z normalną intuicją, taką intuicją dnia codziennego? Dlaczego rządzą nią tak dziwne prawa, jak superpozycja czy zasada nieoznaczoności?
Bo, być może, na poziomie cząsteczkowym, widzimy jedynie cienie cztero lub wyżej wymiarowych struktur... I nie mamy ich pełnego obrazu, bo nie możemy sięgnąć do perspektywy czterowymiarowej.
Pewne rzeczy rodem z mechaniki kwantowej wydają się bez sensu, ale w życiu codziennym też napotykamy na takie sytuacje. Prosta sprawa - cień. Taki zwykły cień. Kiedy oświetlisz z tyłu np. pudełko zapałek, rzuca ono na ścianę cień - zwyczajny prostokąt. Na podstawie cienia nie możemy stwierdzić, co to tak naprawdę jest. Dopiero, gdy zobaczymy sobie pudełko w naszych trzech wymiarach, widzimy, czym rzecz jest naprawdę. Cień to tylko skrawek informacji nie daje nam pełnego obrazu istoty.
Podobnie z mechaniką kwantową. Możliwe, że widzimy tylko cienie 3D czterowymiarowych struktur, a na podstawie cieni nie możemy wysnuć prawdziwych wniosków o istocie rzeczy, które widzimy. Cieniami są dziwne zachowania cząstek, ale gdybyśmy mogli dostrzec ich prawdziwy, nie jedynie 3D-cieniowy obraz, wtedy wszystko byłoby proste jak strzelanie z procy.
To taka moja teoryjka, którą wymyśliłem naprędce.
Wszystko pięknie, ale...
4. Czym, do cholery, jest kwantowy efekt Halla?! ;)
Jest to zjawisko polegające na wystąpieniu różnicy potencjałów w przewodniku, gdy znajduje się w poprzecznym do płynącego prąd polu magnetycznym, jednak pole magnetyczne musi być silne a temperatura dość niska. Przewodnik najczęściej zawiera dwuwymiarowy gaz elektronowy.
Jednym słowem - wiele hałasu o nic, po prostu jedno ze zjawisk fizycznych, które można zaobserwować w dość ekstremalnych warunkach.
Gaz elektronowy? Dwuwymiarowy?
Jest to zbiór swobodnych elektronów walencyjnych, które poruszają się miedzy jonami.
Jonami?
Spadajcie! ;)
Aha, zapraszam na Patronite! To nie takie trudne założyć tam konto i wesprzeć klikanie w klawiaturę! :)
Oraz na Facebook fanpage; więcej nas, jest ciaśniej ale weselej! ^_^
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz