Kvantová mechanika predstavuje skutočný prielom vo vede, čo umožňuje vedcom vysvetliť mnoho javov na úrovni atómov a subatomárnych častíc. A vôbec neprekvapuje, že takéto dynamicky sa rozvíjajúce pole vedomostí malo obrovský vplyv na moderný obraz reality. Môžete to overiť tak, že si pozriete 17 príkladov toho, ako sa zmenila kvantová mechanika, a naďalej mení náš pohľad na vesmír.
1. Vesmír môže byť hologram
Jednou z interpretácií modelu sveta, podmienenou postulátmi kvantovej mechaniky, je myšlienka, že náš trojrozmerný vesmír je iba hologram. Vedci z nemecko-britského observatória informujú o pravdepodobnom zistení malých vlniek v čase, čo by mohlo poskytnúť dôkaz pre teóriu kvantového pixelovania.
2. Ako sa technológia zlepšuje, inovácie sa stávajú menej presnými
Spolu s pokrokom v oblasti technologického vývoja prirodzene rastie aj potreba ich presnosti. Chyba rôznych zariadení, ako sú hodiny a teplomery, možno pripísať javu kvantového šumu. Tento šum bráni dosiahnutiu dokonalých meraní. Odstránením tohto rušenia však môžete vytvoriť techniku s maximálnou presnosťou ukazovateľov, podobnú atómovým hodinám alebo kvantovým teplomerom.
Propagačné video:
3. Svetlo možno ovládať a koncentrovať, aby vykonávalo rôzne funkcie
Je zvláštne, že laser, ktorého objav bol možný vďaka kvantovej mechanike, bol kedysi považovaný za subjekt, ktorý nemal žiadny praktický význam. Na rozdiel od tohto presvedčenia však vývoj rozsahu tejto technológie zaistil vznik rôznych vynálezov, od prehrávača CD po systémy protiraketovej obrany.
4. Náhodnosť sa dá vypočítať a predpovedať
Podľa vedcov z hľadiska kvantovej mechaniky nemôže byť nič naozaj náhodné. Majúc komplexné informácie o pohybe kociek, boli by schopní presne simulovať hodenie matrice a vopred predvídať jej výsledok. Vytvorením kvantového šumu a meraním jeho úrovní je možné generovať náhodné čísla, ktoré sa dajú použiť na šifrovanie údajov.
5. Objekty sa pri meraní správajú inak
Kodanská interpretácia kvantovej mechaniky predpokladá, že častice menia svoje správanie počas merania. Podľa tohto konceptu majú častice rôzne stavy, ale v momente ich pozorovania sú nútené jeden z nich vziať. Môže to znieť čudne, ale táto interpretácia je podporená matematickým konceptom kolapsu funkcie vĺn.
6. Existuje viac ako jeden vesmír
Koncept Multiverse alebo existencia množiny všetkých možných skutočností je tiež produktom rôznych interpretácií kvantovej fyziky. Dôkazom toho môžu byť údaje z obiehajúcich observatórií, ktoré sledujú zvyškové javy Veľkého tresku, ako aj matematické modely, ktoré naznačujú cyklický vesmír.
7. Existuje mnoho ďalších dimenzií
Teória strún, zrodená z kvantovej mechaniky, následne vyvolala špekulácie o pravdepodobnosti (alebo jej nedostatku) viacerých dimenzií. Podľa vedcov vesmír obsahuje najmenej 11 dimenzií, ktoré sa javia nielen možné, ale aj nevyhnutnou podmienkou fungovania teórie strún.
8. Geometria drahokamu ako nový pohľad na koncept kvantovej fyziky
Fyzici objavili geometrický objekt podobný tvaru ako mnohostranný drahokam. Zistenie dramaticky zjednodušuje výpočty interakcií častíc a spochybňuje klasické vedecké chápanie priestoru a času ako hlavných zložiek reality.
9. Môžu sa nájsť revolučné spôsoby dopravy
Toto už nie je predmetom čisto sci-fi: hmota sa môže rozobrať na častice, ktoré po preprave budú schopné znovu obnoviť svoj pôvodný vzhľad. Toto sa stalo možným pri pokusoch o prenose údajov, ako aj veľkých molekúl, ale aplikácia takejto technológie na človeka v blízkej budúcnosti sa ešte neuvažuje. Dnes je možné skenovať každú molekulu v ľudskom tele a zostaviť ju na inom mieste, ale podľa postulátov kvantovej fyziky sa objekt pod vplyvom takýchto akcií mení. Presnú kópiu premiestneného objektu teda nemožno reprodukovať.
10. Elektrina sa môže používať v medicíne
Vedci nedávno objavili malé polovodičové kryštály, ktoré sa môžu stať základom prelom v oblasti medicíny v blízkej budúcnosti. Predpokladá sa, že tieto kvantové bodky žiaria, keď sú vystavené ultrafialovému žiareniu. Ak áno, môžu byť pripojené k rakovinovým bunkám, aby ich lokalizovali a zničili.
11. Existuje častica, ktorá dáva hmote aj najmenším formám hmoty
Vedci sa domnievajú, že Higgsov bozón, tiež známy ako „božská častica“, je schopný dodávať hmotu niektorým základným časticiam, ako sú elektróny a gluóny. Objavením a izoláciou Higgsovho bozónu by vedci dokázali pochopiť, ako môže byť hmota vyvážená antihmotou a čo sa vlastne stalo vesmíru po Veľkom tresku.
12. Svetlo môže pomôcť rozpoznať hackerské aktivity
Kvôli ochrane citlivých informácií pred hrozbou vonkajšieho rušenia vyvinula kvantová kryptografia spôsob kódovania údajov v rámci jednotlivých častíc svetla alebo fotónov. Tajomstvo metódy spočíva v prítomnosti „kľúča“pozostávajúceho z núl a núl, ktorý umožňuje programu zistiť prítomnosť hackera v reálnom čase, zatiaľ čo sa pokúša odhaliť utajované údaje.
13. Počítače môžu bežať rýchlejšie ako akékoľvek súčasné digitálne zariadenie
Vývoj kvantových počítačov je aplikované pole kvantovej mechaniky, ktoré môže spôsobiť revolúciu vo výpočtoch. V porovnaní s digitálnymi počítačmi, ktoré kódujú údaje v binárnom systéme, kvantové počítače používajú kvantové vlastnosti na ukladanie údajov a vykonávanie operácií, čo vedie k tomu, že výpočty a algoritmy sa môžu vykonávať oveľa rýchlejšie.
14. Fenomén kvantového tunelovania možno použiť vo vzťahu k moderným pomôckam
V kvantovej mechanike je kvantové tunelovanie opísané ako proces častice prenikajúcej cez bariéru, ktorú normálne nedokáže prekonať. Tento jav je nevyhnutný na prevádzku rôznych zariadení, ako sú napríklad prepínače, čipy flash pamäte a jednotky USB.
15. Kvapaliny môžu vzdorovať gravitácii
Niektoré veľké systémy sú schopné prejavovať účinky kvantovej mechaniky, ako je napríklad jav nadúvania. Je to stav látky, v ktorom pôsobí ako kvapalina s nulovou viskozitou, čo jej umožňuje samohybný pohon bez ohľadu na gravitáciu. V súčasných podmienkach tento efekt našiel najväčšie uplatnenie pri vytváraní moderných chladničiek a pri vývoji spektroskopie.
16. Môže sa nastaviť turbulencia vzduchu
Brazílski vedci začali pracovať na vytváraní kvantovej turbulencie v extrémne chladných podmienkach vo vnútri laboratórnej komory naplnenej plynom. Štúdium turbulencií v kontrolovanom prostredí môže viesť vedcov k tomu, ako ich zvládnuť. Môže sa teda vyriešiť problém nestability lietadla počas letu.
17. Ľudia môžu cestovať tam a späť v čase
Výskum kvantovej mechaniky poskytol podmienky pre experimenty týkajúce sa možnosti cestovania z nášho sveta do alternatívneho času a priestoru. Na základe výsledkov experimentov uskutočnených v roku 2010 vedci dokázali určiť, ako sa môže izolovaný kus kovu pohybovať a zároveň stojí. Je to kvôli schopnosti kvantových častíc pohybovať sa tam a späť v časovom kontinuu. Táto vlastnosť pravdepodobne povedie vedu k vytvoreniu spôsobov cestovania v čase v blízkej budúcnosti.
Autor: Katrin Straszewski