субота, 19. децембар 2015.

Nikada dosta o kvantnoj mehanici , Brian Greene





Hiljadama godina pokušavamo da istražimo misterije svemira. Ide nam prilično dobro. Otkrili smo niz zakona koji opisuju postojano kretanje galaksija, zvezda i planeta. Ali sada znamo da su na fundamentalnom nivou stvari mnogo zamršenije. Otkrili smo revolucionarne nove zakone koji su promenili našu sliku svemira.  Od svemira do srca Njujorka, sve do mikroskopskog nivoa, naš se pogled na svet promenio, zahvaljujući čudnim i  tajanstvenim zakonima koji redefinišu razumevanje stvarnosti .

To su zakoni kvantne mehanike.

Kvantna mehanika upravlja svakim atomom i česticom u svim postojećim tvarima, u zvezdama i planetama, u kamenju i zgradama, u meni i vama. U svakodnevnom životu ne primećujemo kvantnu mehaniku. Ali ona je onde ako je znate potražiti. Morate samo promeniti perspektivu i spustiti se na najniži nivo, nivo atoma i njihovih čestica. Na kvantnom nivou zakoni stvarnosti su potpuno drugačiji od zakona koji upravljaju svakodnevnim predmetima. A jedanput kada vidite te zakone nećete gledati svet istim očima.
 
plinovi zagrejani u cevi


Ne tako davno mislili smo da smo sve manje više shvatili, kako planete putuju oko Sunca, kako lopta leti zrakom, kako se valovi kreću površinom jezera. Te smo zakone  oblikovali kao niz jednačina klasične mehanike koje su nam omogućile da predvidimo ponašanje predmeta. Sve je naizgled imalo smisla do pre sto godina.Tad su se naučnici mučili sa neobičnim svojstvima svetlosti. Na primer svetlost koju isijavaju plinovi zagrejani u staklenoj cevi. Kad su posmatrali svetlost kroz prizmu ugledali su nešto što nisu očekivali. Kad zagreješ plin i pogledaš ga kroz prizmu videćeš da se oblikovao u crte.

 
 
bohr atomicorbits
 
                                                                 Borove atomske orbite

Svetlost bi se  oblikovala u crte vrlo specifičnih boja.To je bio misterij, nismo znali šta se događa. Objašnjenje za tajanstvene crte, linije boja, pružila je grupa radikalnih naučnika koji su se početkom 20 veka bavili prirodom fizičkog sveta. Neke od najvećih uvida imao je Nils Bor, fizičar koji je voleo raspravljati   o idejama igrajući stolni tenis. Bor je bio uveren da rešenje misterije leži u strukturi atoma. Mislio je da su atomi poput malih solarnih sistema ted a još sitnije čestice, elektroni, putuju oko jezgra baš kao što planete kruže oko Sunca.Ali, Bor je tvrdio da se lektroni, za razliku od planeta, ne mogu kretati po svakoj orbiti: samo sun eke orbite dopuštene .Imao je iznenađujuću ideju koja se protivila zakonima fizike.Tvrdio je da postoje definitivna stanja, fiksne orbite elektrona, ted a elektroni ne mogu imati nikakve druge orbite.Bor je rekao da bi se elektroni pokrenuli kada bi se atom zagrejao I počeli skakati iz jedne fiksne orbite u drugu.Svaki bi skok emitovao energiju u obliku svetlosti koja bi imala jasne boje .Odatle dolazi naziv kvantni skok. Da ne popstoji kvantni skok videli bismo mrlju raznih boja, svaki put kada bi se atom našao u pobuđenom stanju.ali to nije ono što vidimo-Vidimo jake crvene I zelene. Kvantni skok je uzrok tih boja. Kvantni je skok tako iznenađujući jer electron s jednog mesta skače direktno na drugo.naizgled ne prolazi prostorom između.Kao da Mars iskoči iz svoje orbite I skoči do Jupitera. Bor je tvrdio da se kvantni skok zasniva na osnovnom svojstvu elektrona u atomima : njihova je energija u obliku jasnih deneljivih komada, specifičnih minimalnih količina koje je nazvao kvantima.zato postoje samo specifične orbite kojima se elektroni mogu kretati. Elektron mora biti ovde ili onde, i nigde između.

Niels Bohr

Niels Bohr

To se razlikuje od svega što smo doživeli. Iako ovo zvuči misteriozno, dokazi su pokazali da je Bor imao pravo. Elektroni prate drugačija pravila od planeta i teniskih loptica. Borovo otkrice promenilo je pravila igre. S novom slikom atoma Bor i njegovi saradnici prkosili su prihvaćenim zakonima fizike. Kvantni skok bio je tek početak. Borove radikalne ideje ubrzo su ga dovele u sukob s jednim od najvećih fizičara u istoriji. Albert Anštajn nije se bojao novih ideja. Ali za vreme 1920-tih godina svet kvantne mehanike počeo se kretati u smeru koji se njemu nije sviđao. Udaljavali su se od definitivnog predviđanja koja su bila odlika klasične fizike. Jedan eksperiment poznat kao eksperiment dvostrukih proreza posebno je privukao pozornost kvantne misterije. Ako ste tražili opis stvarnosti temeljen na predvidljivosti  vaša bi se očekivanja urušila.  

 

MOŽEMO dobro prikazati taj eksperiment i njegove implikacije na našu sliku svetaako sprovedemo sličan eksperiment na drugom nivou : ne sa malim česticama, nego sa svakodnevnim predmetima. Poput predmeta iz kuglane. Prvo moram da prilagodim malo stazu. Ako zakotrljma nekoliko kugli niz stazu  očekivaćemo da će ih zaustaviti prepreka ( prethodno stavljena metalna pregrada sa dva otvora) ili da će proći kroz jedan od dva prolaza i udariti u paravan otraga. Upravo se to i događa. Kugle koje prođu udare u paravan iza levog ili desnog prolaza. Eksperiment dvostrukog proreza bio je sličan ovome, samo sa elektronima, koji su više milijardi puta manji. Zamislite to ovako. Pogledajte šta će se dogoditi ako bacim gomilu ovakvih kugli (elektrona). Kada bacimo elektrone prema prorezima sa druge strane se događa nešto znatno drugačije. Umesto da pogode samo dve tačke elektroni udaraju posvuda po paravanu iza. Stvaraju prugasti uzorak čak I između proreza gde bi ih zapreka trebala da zaustavi.Šta se događa? Fizičarima, čak i u 1920-tim godinama ovaj uzorak znači samo jednu stvar: valovi.


Valovi rade zanimljive stvari koje kugle za kuglanje ne mogu. Mogu da se razdvajaju i spajaju . Da pošaljem val vode kroz dvostruki prorez razdvojio bi se na dva i sastavio na drugoj strani. Bregovi ( vala) i dolovi bi se spojili, povećali na nekim mestima, smanjili na drugim, a katkada i međusobno poništili .Visina vode odgovara svetlosti na ekranu . Bregovi i dolovi vala stvaraju prugasti uzorak koji se zove interferentni uzorak. Kako elektroni, koji su čestice, obliku takav uzorak? Kako jedan electron može da zavrsi na mestima na koje dolaze valovi? Čestice su čestice, valovi su valovi. Kako čestica može da bude val? Moralo se odustati od toga da je to čestica i shvatiti da je zapravo reč o valu. Ako je kamen čestica, a neko vam kaže da je kamen poput vala, bićete zbunjeni. U 1920-tim godinama, kada je provedena prva verzija ovog eksperimenta, naučnici su pokušali da shvate to valoliko ponašanje.


Napokon fizičar Max Born je smislio novu, revolucionarnu ideju koja je objasnila jednadžbu vala. Born je rekao da val nije rastegnuti electron : bila je reć o nečemu nikada pre zabeleženom u nauci. Bila je reč o nečemu posebnom: o valu verovatnosti. Born je tvrdio da veličina vala na određenom mestu odgovara verovatnosti d ace se electron naći onde . Onde gde je val velik ne nalazi se najveći deo elektrona , nego se onde najverovatnije nalazi. To je vrlo neobično, zar ne ? Sami electron gomila verovatnosti . Ne možete pitati gde se sada nalazi electron? Možete samo da pitate koja je verovatnost da je electron ovde? To će svakome da zasmeta. Koliko god to čudno zvučalo ovaj novi način opisivanja kretanja elekrtona je ispravan. Nikada ne znam gde će elktron da završi. Ali uz Šredingerovu jednaćinu za electron val verovatnosti znaću da će, ako bacim dovoljno elektrona , 33,1% elektrona završiti ovde, 7,9% onde i tako dalje. Takva predviđanja su ponovljeno potvrdili eksperimenti. 

Jednačine kvantne mehanike iznimno su tačne i precizne dok smo god svesni da je reč o verovatnosti. Ako mislite da verovatnost vode nagađanju, svaki kasino u Las Vegasu rado će vam dokazati da grešite. Okušajte se u bilo kojoj od igara na sreću I videćete moć verovatnosti. Stavićemo 20 dolarta na polje 29 na stolu za rulet. Kuća ne zna hoću li pobediti u ovom krugu..ili idućem. Ali zna verovatnost moje pobede : to je jedan prema 38 u ovom slučaju. Iako s vremena na vreme dobijem dugoročno kuća uvek dobija. Kuća ne mora da zna rezultat svake kartaške igre, bacanja kocke ili okretanje ruleta.Kasino može da bude siguran da će nakon mnogo hiljada igara oni na kraju da pobede.

Prema kvantnoj mehanici svet je igra na sreću baš poput ove. Sva tvar u svemiru sastoji se od atoma I subatomskih čestica kojima upravlja verovatnost, NE PREDODREĐENOST. Priroda je u svojoj suštini probabilistička .To je kontraintuitivno pa to neki ljudi teško prihvataju.jedna takva osoba bio je I Anštajn koji nije mogao da veruje da je stvarnost u suštini nasumična. To Anštajn nije mogao da prihvati. Anštajn je rekao “ Bog se ne kocka” . Nije mu se svidela ideja da ne možemo sa sigurnošću utvrditi : ovo ili ono će se dogoditi. Ali mnoge fizičare ta ideja nije tako prenerazila. Jednačine kvantne dale sui m sposobnost mehanike da precizno predviđaju ponašanje skupina atoma I malih čestica.Ta je moć ubrzo dovela do velikih izuma. Laseri.Tranzistori. Mikročipovi.


Cello polje elektronike .Uprkos svim uspesima kvantna mehanika je I dalje tajanstvena. Ona pogoni svu tu tehnologiju, ali još nismo odgovorili na pitanja koja je postavio Albert Anštajn u 1920-tim I 1930-tim godinama. Ta pitanja uključuju verovatnost merenja I čin posmatranja. Nilsu Boru je bilo ključno merenje. Verovao je da, dok se određena čestica ne posmatra I izmeri da njena svojstva nisu sigurna. Na primer, electron u eksperimentu dvostrukog proreza. Pre nego što detekrot pokaže lokaciju electron bi mogao da bude gotovo bilo gde. Sve dok ga ne primetimo. Tek u tom trenutku nestaje nesigurnost. Prema Borovom pristupu kvantnoj mehanici, kada izmeriš česticu čin merenja tera je da napusti moguća mesta na kojima može da bude i odabere jedno na kome jeste. Čin merenja tera česticu da izabere poziciju. Nils Bor je prihvatio činjenicu da je priroda stvarnosti nejasna. Ali ne i Anštajn. On je verovao u predvidljivost ne samo kada su stanja izmerena ili posmatrana svo vreme. Anštajn je rekao: “ Volim da verujem da je Mesec onde i kada ne gledam u njega”.

To je Anštajna uzrujalo. Mislimo li zaista da stvarnost zavisi od toga posmatramo je ili ne ? To je jednostavno bizarno. Anštajn je bio uveren da kvantnoj mehanici nešto nedostaje; nešto što bi opisalo svojstva čestica, poput njihove lokacije, čak i kada ih ne posmatramo. Ali u njegovo doba retki su fizičari delili njegov stav. Anštajn je mislio da je to odstupanje od posla fizičara. Nije to bila loša fizika ali je nepotpuna. To je Anštajn ponavljao. Kvantna mehanika nije netačna, već nepotpuna. Ne uključuje sve stvari koje se mogu sa sigurnošću predvideti. Uprkos Anštajnovim argumentima ( ????) Nils Bor je bio nepokolebljiv. Kad je Anštajn ponovio da se Bog ne kocka, Bor je odgovorio : “ Prestani govoriti Bogu šta sme da radi” .



1935 godine Anštajn je napokon mislio da je pronašao Ahilovu petu kvantne mehanike: nešto tako čudno i protivno logičnom poimanju svemira da je smatrao to ključnim dokazom da je ta teorija nepotpuna. Reč je o kvantnom UPLITANJU. Najbizarnije, najapsurdnije, najluđe predviđanje kvantne mehanike zove se uplitanje. Kvantno uplitanje teoretsko je predviđanje koje proizilazi iz jednačina kvantne mehanike. Dve čestice mogu postati upletene ako se nalaze blizu pa se njihova svojstva povežu. Kvantna mehanika tvrdi da, čak I ako razdvojimo te čestice I pošaljemo ih u suprotnim smerovima one mogu da ostanu upletene, neraskidivo povezane. Kako bismo razumeli koliko je ovo čudno uzmite u obzir svojstvo elektrona, takozvani spin. Spin elektrona, poput drugih kvantnih svojstava nejasan je i nesiguran dok se ne izmeri. Kada se izmeri doznaje se da se kreće u smeru kazaljke na satu ili suprotno od smera kazaljke. To je kao na kolu sa crvenim i plavim poljima, kada se prestane okretati kazaljka će se zaustaviti na crvenom ili plavom polju. Sada zamislite drugo kolo. Kada bi se ta kola ponašala poput spregnutih elektrona svaki put kada bi jedan stao na crveno polje drugi bi sigurno stao na plavom i obratno. S obzirom da kola nisu povezana to je prilično sumnjivo. Ali kvantna mehanika koju su Bor i njegovi saradnici prigrlili tvrdila je da bi, kada bi jedna polovina para bila jako daleko , čak i na mesecu bez žica ili odašiljača, i kada bi ta polovbina bila crvena druga bi zasigurno bila plava. Drugim rečima, kada bismo izmerili česticu ovde, ne bismo uticali samo na nju nego i na spregnutog partnera, ma koliko daleko bio.Za Anštajna su takve čudne daleke povezanosti između čestica bile tako sulude da je to nazvao “ sablasnim daljinskim
delovanjem”.


2012 fizičari su uspjli da upletu dva makroskopska dijamanta na sobnoj temperature demonstrirajući da kvantni mehanički efekti nisu ograničeni na mikroskopsku skalu
(Vibracijsko stanje) 
 

Začuđujuće je da, izmerivši jednu česticu utičemo na drugu. Menjamo njeno stanje. Nema sile, užadi, telefonskih žica. Ništa ne povezuje te stvari. Kako moj odabir ima ikakve veze sa događajima onde? Ne postoji način komunikacije. To je potpuno bizarno. Upravo je to Anštajn shvatio 1935. On nije mogao da prihvati da kvantno sprezanje takko funkcioniše. Uverio se da je samo matematika čudna a ne stvarnost. Složio se da bi upletene čestice mogle da postoje,a li da postoji jednostavnije objašnjenje njihove povezanosti koje ne uključuje daljinsku povezanost.

 
Anštajnova teorija sa rukavicama


Tvrdio je da su upletene čestice poput para rukavica. Zamislite da neko razdvoji par rukavica i svaku stavi u zasebnu torbu.  Jednu torbu dostavi meni a drugu pošalje na Antartik. U jednoj torbi mora da bude leva, u drugoj desna rukavica čak i ako niko ne zaviri u tu drugu torbu. To nije ni malo tajanstveno. Posmatranjem se nije uticalo na rukavicu. Anštajn je mislio da je isti princip primenjiv na upletene čestice. Konfiguracija elektrona je utvrđena kada su se čestice odvojile. Ko je iamo pravo? Bor koji je zastupao tvrdnju das u čestice poput kola sreće, čiji su nasumični rezultati povezani na velikim udaljenostima, ili Anštajn koji je verovao da nema sablasne povezanosti, nego da je sve određeno pre nego što se posmatra. Anštajn je dakle tvrdio da čestice imaju određen spin pre merenja. Kako da se to proveri? Merenjem? Bor bi odgovorio, “Čin merenja je česticu doveo u određeno stanje”.

Niko nije znao da reši taj problem. To je postalo pitanje filozofije a ne nauke. 1955 umro je Anštajn i dalje uveren da kvantna mehanika pruža nepotpunu sliku stvarnosti. 1967 na univerzitetz u Kolumbiji Anštajnovu misiju opsoravnja kvantne mehanike preuzeo je neočekivani ratnik. John Clauster radio je na doktoratu iz astrofizike. Na putu mu je stajala samo ocean iz kvantne mehanike.

Bell_John_4
 
John Stewart Bell

"Bio sam samo student i nisam mogao da shvatim kvantni mehaniku".
Clauster se pitao je li Einstein možda imao pravo, a onda je otkrio nešto što mu je promenilo život. Bio je to opskurni rad nepoznatog irskog fizičara Johna Bella. Začudo, Bell je pronašao način da raspravu između Anštajna i Bora pokrene sa mrtve tačke i dokaže ko ima pravo o svemiru. Clauster je bio uveren da je stav kvantne mehanike verovatno pogrešan. Pročitavši rad Bella on je shvatio da je Bell pronašao način da sazna komuniciraju li spregnute čestice sablasnim delovanjem poput uparenih kola sreće ili nema nočega sablasnog u tome I stanja čestica su predodređena poput para rukavica. Lukavim matematičkim izračunima Bell je dokazao da ako nema sablasne komunikacije, kvantna mehanika nije nepotpuna što je Anštajn tvrdio, nego u potpunosti pogrešna. Clauster je zaključio da je to jedna od najvažnijih rezultata do sada. Bell je bio teoretičar ali njegov rad je pokazao da bi se ova situacija mogla da reši kada bi se izgradila mašina koji bi uporedio spreegnute čestice. Bell je pitanje pretvorio u eksperiment. To više nije bila filozofija. Eksperiment koji je osmislio bio je izvediv.
Clauser je odlučio da konstruiše stroj koji će završiti raspravu. Bio je običan student i bio je oduševljen idejom da bi mogao da dobije rezultat koji će da zapanji svet. Njegov stroj je mogao da meri hiljade parova spregnutih čestica i da ih upoređuje u različitim smerovima. Kada su rezultati počeli da pristižu Clauster je bio iznenađen ali neugodno, Bor je bio u pravu. Uveren da kvantna mehanika greši pitao se gde je pogrešio. Ponovio je eksperimente.

 
Alain Aspect

Ubrzo je francuski fizičar Alain Aspect razvio sofisticiraniji test koji je zadirao u srce debate Enštajn- Bor. Aspectov test tvrdio je da merenjem jedne čestice utičemo na drugu samo ako signal putuje brže od brzine svetlosti. Anštajn je pokazao da je to nemoguće. Jedino moguće rešenje bilo je ono drugo o sablasnom delovanju. Aspectov eksperiment uklonio je svaku sumnju. Rezultati tih eksperimenata bili su šokantni. Dokazali su da je matematika kvantne mehanike ispravna.
 Uplitanje  je stvarno. Kvantne se čestice povezuju kroz prostor .

Merenje jedne čestice utiče na njenog dalekog partnera, kao da prostor između njih ne postoji. Jedina stvar koju je Anštajn smatrao nemogućom bila je stvarna.

Clauser je bio vrlo tužan što nije osporio kvantnu mehaniku. On sam kaže da je i dan danas teško razume. To je najbizarnija stvar kvantne mehanike, nepojmljiva je. Ne pitajte, zašto, samo znamo da s et tako funkcioniše.

Ako prihvatimo da svet funkcioniše na taj bizaran način da li bi mogli da to sablasno uplitanje korisno upotrebimo? Jedan od snova je prenošenje ljudi i predmeta s jednog na drugo mesto a da ne prođu kroz prostor između ta dva mesta: teleportacija. U “Zvezdanim stazama” teleportacija je izgledala korisno. Je li to samo fantastika ili je kvantno uplitanje može da je omogući. 
 
 
Anton Zeilinger
 

Na kanarskim ostrvima, kraj afričke obale već se provode testovi.Tamo se nalaze dve opservatorije a okolina je jako ugodna. Anton Zeilinger još dugo neće da teleportuje sebe  ni druge ljude, ali pokušava da upotrebi kvantno uplitanje za teleportaciju pojedinih čestica, tačnije fotona, čestica svetlosti. To se radi ovako. Prvo se u laboratoriju na otoku La Palmi stvori par spregnutih fotona. Jedan foton ostaje na La Palmi, a drugi se laserkim teleskopom šalje 144 km dalje na Tenerife. Zeilinger uključuje i treći foton koji želi da teleportuje i natera ga na interakciju sa spregnutim fotonom na La Palmi. Ekipa proučava interakciju i upooređuje  kvantna stanja čestica. Na principu sablasnog delovanja ekipa preobražava spregnuti foton na dalekom otoku u identičnu kopiju trećeg fotona. Biće to kao da se treći foton teleportovao preko mora a da nije prešao udaljenost između otoka.
 

Zeilinger kaže : ekstrahiramo podatke o original i stvorimo novi original onde. Korištenjem tih tehnika na drugim lokacijama Zeilinger je uspeno teleportovao hiljade čestica.
Može li ovo da ide dalje, s obzirom da  mo stvoreni od čestica, mogu li se u budućnosti teleportovati ljudi?

Zamilimo da želimo navratiti do Pariza na ručak.U teoriji sprezanje bi to moglo da omogući. Evo šta bi trebalo: komora puna čestica u New Yorku  spregnuta sa takvom komorom u Parizu. Stali bi u takvu komoru, koja je poput skenera ili telefaksa. Dok ta naprava skenira veliki broj čestica u ljudskom telu, a to je više nego što ima poznatih zvezda u poznatom svemiru, u isto vreme skenira čestice u drugoj komori. Stvara se popis u kom se upoređuju kvantna stanja dva skupa čestica. Tu u igru ulazi uplitanje. Zbog sablasnog daljinskog delovanja taj popis pokazuje kakvo je stanje mojih čestica u poređenju sa česticama u Parizu. Operator zatim šalje taj popis u Pariz gde se upotrebljavaju podaci da bi se rekonstruisalo kvantno stanje svake čestice ponaosob. I tada se pojavi NOVI čovek( identičan original ) .Čestice nisu putovale od New Yorka do Pariza, samo je kvantno stanje čoveka snimljeno u New Yorku i rekonstruisano u Parizu.
 

U Parizu je REPLIKA. I bolje da je tačna. Merenje kvatnog stanja svih čestica uništilo je izvrnu verziju . Protokol kvantne releportacije zahteva da se original uništi. Čovek može da završi kao gomila neutrona, protona i elektrona.

Još se daleko od teleportacije ali se postavlja pitanje : je li Brian Greene koji stiže u Pariz zaista on. Ne bi trebala da postoji razlika između čoveka u New Yorku i Parizu. Premna kvantnoj mehanici nas ne čine ( samo) fizičke čestice nego informacije zapisane u njima ( !!!!!!) A ti su podaci preecizno teleportovani . Bilijuni i bilijuni čestica tvore ljudsko telo. To je duboko filozofsko pitanje: je li ono što stigne na odredište istovetno original. Ako je predmet “ original” sa svim svojstvima izvornika onda na odredište stiže original.
Nezavisno od toga da li će se teleportacija ljudi ostvariti, nesigurna kvantna mehanika ima čitav niz drugih primena. Na MIT- u radi Seth Lloyd, jedan od mnogih naučnika koji kvantnu mehaniku žele iskoristiti na moćne nove načine. Lloydov izum dolazi u obliku kvantnog kompjutera. On ne liči na klasičan kompjuter ali govori istim jezikom koji se sastoji od nula i jedinica, bitova, tj.binarnim kodom. Najmanja jedinica podataka je dakle bit. Sve podatke kompjuter rastavlja u male komade i brzo ih čita.  Za razliku  od tradicionalnog kompjutera kvantni je bit mnogo fleksibilniji. Npr. bit je nula ( na jednoj poziciji) i jedinica ( na drugoj poziciji), to je podatak. Kvantni bit je u isto vreme ovde i tamo. Naziva se i KUBIT( qubit) . Elektron se simultano vrti u smeru kazaljke na satu i suprotno, pa kvantni bit može da bude istovremeno i nula i jedinica. Zato qubit obavlja više funkcija istovremeno. To znači da može da radi izračune o kojima klasični mozgovi mogu samo da sanjaju. Kvantni bit se može proizvesti od svake kvantne čestice, poput elekrtona ili atoma.

Qubitovi sjajno obavljaju višestruke zadatke pa bi, ako otkrijemo način da ih navedemo da rešavaju probleme, moć računanja mogla eksponencijalno da poraste.

Foto: NASA Ames / John Hardman
 
kvantni kompjuter
 

Kako bi dobili utisak kako bi kvantni kompjuter bio moćan zamislite da ste u lavirintu. Želite da pronađete izlaz što je brže moguće. Problem je da imate previše opcija a moraju se probati sve, jedna po jedna. To znači da ćete uči u mnogo slepih prolaza i mnogo puta krivo skrenuti pre nego se nađe izlaz. Tako današnji kompjuteri rešavaju problem. Rade brzo ali izvode podatke jedan po jedan. Ali kada bi se probale sve mogućnosti odjednom, priča bi bila drugačija. Na sličan način funkcionišu kvantni kompjuteri. Čestice mogu da budu, na neki način, na nekoliko mesta istovremeno pa kompjuter može da istovremeno istraži nekoliko rešenja i pronađe ispravan za tren. Lavirint ima određeni broj prolaza-hodnika pa bi konvencionalni kompjuter brzo pronašao izlaz. Ali zamislite problem sa milionima ili milijardama varijabli : npr. predviđanje vremena daleko unapred, ili mogle bi se predvideti  prirodne katastrofe poput uragana ili zemljotresa.Takvi su zadaci danas nemogući jer je za to potreban ogroman kompjuter ,ali kvantni bi rešio taj zadatak sa stotinjak atoma.Takav bi processor bio manji od zrnca peska.

Moć kvantnog sveta se sve bolje koristi. Ko zna gde će nas to odvesti. Nemojte da zaboravite da se u srcu te teroije koja mnogo toga nudi i dalje nalazi golema rupa. Gde nestaju čudni uslovi koji postoje na nivou atoma i čestica? Zašto stvari u kvantnom svetu plutaju u stanju nesigurnosti, delom na jednom, delom na drugom mestu, dok smo mi sazdani od atoma i čestica, uvek u jednom stanju? Uvek smo ovde ili tamo. Nils Bor nije ponudio pravo objašnjenje zašto nedefinisanost kvantnog sveta nestaje kod većih predmeta. Iako je kvantna mehanika moćna i tačna naučnici to ne znaju. Neki veruju da nedostaje neki detalj u jednačinama. Iako u svetu čestica postoje višestruke mogućnosti ti bi detalji uticali na jednačine na atomskim i višim nivoima eliminišući mogućnosti dok ne ostane samo jedna.
Drugi veruju da mogućnosti koje postoje u kvantnom svetu nikada zapravo ne nestanu. Oni tvrde da se svi mogući ishodi zaista dogode, a većina njih ostvaruje se u drugim , paralelnim svemirima.Ta je ideja neverovatnaali moguće je da stvarnost postoji mimo svemira koji mi vidimo i da se neprestano račva stvarajući alternativne svetove u kojima se svaka mogućnost zaista i dogodi. To je granica kvantne mehanike. Niko ne zna šta je sa druge strane.
Činjenica je da je stvarnost veličanstvenija nego što mislimo, čudnija i tajanstvenija nego što smo pretpostavljali, prekrasna i očaravajuća.
Iako je kvantna mehanika čudna sada je jasno da ne postoji razlika između malog i velikog sveta. Ti su zakoni uvek primenjivi; samo su njihova čudna svojstva najuočljivija na malom nivou. Otkriće kvantne mehanike otkrilo je stvarnost, šokantnu i uzbudljivu i dovelo nas potpunijem razumevanju kosmosa.




Naučnici u trećem redu na fotografiji (s leva na desno): Ogist Pikar, Emil Henriot,  Pol Ehernefest, Edvard Grecen, Teofil de Donder, Ervin Šredinger, Je Vešhafelt, Volgang Pauli, Verner Hajzenberg, Ralf Flover, Leon Brijon.
Naučnici u drugom redu na fotografiji (s leva na desno): Peter Debaj, Martin Knudsen, Vilijam Lavrens Brag, Henrik Antoni Kramer, Pol Dirak, Artur Kompton, Luj de Broj, Maks Born, Nils Bor.
Naučnici u prvom redu na fotografiji (s leva na desno):  Irving Langmjur, Maks Plang, Marija Kiri, Henrik Anton Lorenc, Albert Anštajn, Pol Langevin, Čarls Gaj, Čarls Vilson, Oven Ričardson.
Fotografija je snimljena na Solvej konferenciji koju je osnovao belgijski industrijalac Ernest Solvej.  Knferencija je  održana  u Briselu 1927 godine  a okupila je najistaknutije svetske fizičare koji su razgovarali o kvantnoj teoriji. Vodeći učesnici bili su Albert Anštajn i danski fizičar Nils Bor.Ono što je zanimljivo u vezi sa učesnicima ove konferencije je činjenica da su čak 17 od 29 učesnika postali dobitnici Nobelove nagrade, uključujući i Mariju Kiri. Ovo je njihova fotografija.
 

 

5 коментара:

  1. Odličan naslov !! Blistajuća nova nauka je izistinski obasjala dotadašnji mrak totalnog nepoznavanja subatomskog sveta atomskom pečurkom.Nema šta, blistavije nije moglo da bude. A može biti, ako nastavi dalje sa teleportacijama primenjenim na ljude, što se jedino i može očekivati s obzirom na humani karakter čoveka i neizmernu dozu autodestruktivnosti.
    Fasciniram sam,kako da nisam,i kao vi mislim da nikada nije dosta ukazati na zloupotrebe.
    srdačan pozdrav
    XXX

    ОдговориИзбриши
    Одговори
    1. Čim sam uvrstila snimak ( i potrudila se da ispišem sadržaj) znači da sam, kao i Vi fascinirana usponom nauke. Ne sećam se kada sam izjavila" da nikada nije dosta ukazati na zloupotrebe",a istina je da tako mislim. Znate, XXX ( zašto ne stavite neko ime,bilo koje, ugodnije imati pred sobom ime )zločin nije u ideji i konkretnom radu naučnika da otkriju strukturu sveta,bar ne u ovom segmentu,zločin je u želji bilo kog čoveka, da zagospodari nevidljivom a moćnom silom. No, ja i vi tu ništa ne možemo da izmenimo, sudbina je to ljudskog roda.
      pozdravljam i ja Vas

      Избриши
  2. Ostaću pri ovom simbolu,navikao sam,a i vi, nego vam nešto došlo. Hoće to umetnicama, hehe..
    Kako se ono u narodu kaže, na poneka vrata se ne kuca. Ona se zaobiđu!Imamo fenomenalan primer,Teslu!Onog koji otvara vrata kada nije vreme vode ambicije, strasti,one prema moći koja čak i ne teži materijalnoj koristi od svega što može da ostvari.
    Mislimo isto.
    pozdrav
    XXX ( i dalje )

    ОдговориИзбриши
  3. Gruba nam je stvarnost. Uostalom priroda je daleko od romantike,ne možemo da očekujemo da budemo izvan nje.Buni nas svest. Apsurd je, nema šta, da korpus znanja koje je proizvela nauka u prethodnim vekovima nije bio u stanju da do današnjeg dana spreči eskalaciju nasilja i razvoj dekadencije kroz istoriju. To je jedan od najvećih paradoksa civilizovanog društva i ključno pitanje.
    Nema ključa za savršenu ljudsku sreću i savršeno društvo.
    Draga,dobro je,čujem muziku.Tako,glavu gore,
    pedja

    ОдговориИзбриши
    Одговори
    1. Hvala.
      S jedne strane stvarnost jeste gruba,sa druge čarobna. I jedna i druga strana života, lepa i gruba,slika su prirode i njenih zakona. Iz tog ugla ja promatram tvoj "ključ za savršenu sreću", i zato ga ne tražim u nekom savršenom društvu, dostignućima uma,nauci, niti ga uopšte vidim kao paradox. Makar nam priroda izgleda savršeno, savršenstvo ne postoji pa ni savršena sreća. Postoji osećaj sreće, lep kao da je savršen i ja sam na svakom takvom trenutku zahvalna Bogu/ prirodi, slučajnosti.
      Nasilja će biti dok je i čoveka,ovakvog, takođe uspona i padova društava.Da li će na kraju pobediti neka ljudska glupost ( ako ne prirodna katastrofa) ili ljudska pamet,ne znamo,niti je pametno razmišljati unapred.Dan je da se živi u njemu i nije uputno proćerdati ga na besmislena pitanja.Ako si sposoban da vidiš lepotu oko sebe i da je sam stvaraš,onda je to dovoljno za sreću. To je naravno moje viđenje sreće i moj put ka njoj.

      Избриши