Թարգմանչաց շարժման տեսադարանը

Քվանտային խճճվածություն: Բացատրված է ԻՐԱԿԱՆ ՊԱՐԶ բառերով.mp4

WEBVTT

00:00.000 --> 00:05.000
Պատկերացրեք, որ երկար ճանապարհ եք վարում, երբ հանկարծ լսում եք, որ ձեր ստամոքսը սկսում է տրտնջալ:

00:05.000 --> 00:09.000
Որոշում էս գնալ արագ սննդի կետ և պատվիրում էս հոթ-դոգ և համբուրգեր:

00:09.000 --> 00:13.000
Դրանք դրվում են նմանատիպ տուփերի մեջ և պատուհանից հանձնվում ձեզ:

00:13.000 --> 00:18.000
Դուք ոչ մի կերպ չեք կարող իմանալ, թե որ տուփում կա հոթ-դոգը և որում՝ բուրգերը:

00:18.000 --> 00:24.000
Ակնհայտ է, որ երբ բացեք տուփերից մեկը և տեսնեք բուրգեր, անմիջապես կիմանաք, որ մյուսի մոտ հոթ-դոգն է։

00:25.000 --> 00:29.000
Սա նշանակում է, որ հոթ-դոգն ու բուրգերը խճճված են որոշակի ձևով։

00:29.000 --> 00:34.000
Սա մոտավորապես այն գաղափարն է, որի վրա հիմնված է քվանտային խճճվածությունը:

00:34.000 --> 00:35.000
Նայեք ձեր շուրջը.

00:35.000 --> 00:42.000
Այն ամենը, ինչ տեսնում եք, ընկալում և փոխազդում եք իրական աշխարհում, հետևում է դասական մեխանիկայի կանոններին:

00:42.000 --> 00:48.000
Սա մարմինների շարժման ուսումնասիրություն է ընդհանուր սկզբունքների համաձայն, որոնք առաջին անգամ դրել են սըր Իսահակ Նյուտոնը:

00:49.000 --> 00:52.000
Բայց ի՞նչ կարելի է ասել այն առարկաների մասին, որոնք իսկապես փոքր են:

00:52.000 --> 00:56.000
Արդյո՞ք նրանք նույնպես հետևում են դասական մեխանիկայի այս նույն օրենքներին:

00:56.000 --> 00:59.000
Հավատում եք, թե ոչ, պատասխանը ոչ է:

00:59.000 --> 01:06.000
Երբ ամեն ինչ այդքան փոքրանում է, քվանտային մեխանիկա է տիրում, և ամեն ինչ սկսում է չափազանց տարօրինակ դառնալ:

01:06.000 --> 01:17.000
Քվանտային մեխանիկան փոքր մասնիկների լեզուն է, ինչպիսիք են ֆոտոնները, լույսը կազմող մասնիկները և ատոմի ներսում գտնվող մասնիկները, ինչպիսիք են պրոտոնները, նեյտրոնները և էլեկտրոնները:

01:17.000 --> 01:21.000
Այս մասնիկների չափի մասին մոտավոր պատկերացում տալու համար հաշվի առեք սա։

01:22.000 --> 01:26.000
Ասեղի ծայրն այնքան մեծ է, որ կարող է տեղավորել միլիարդավոր էլեկտրոններ:

01:27.000 --> 01:31.000
Ահա թե որքան աներևակայելի փոքր էլեկտրոններ են իրականում:

01:31.000 --> 01:36.000
Այժմ, երբ ընդհանուր պատկերացում ունեք էլեկտրոնների չափի մասին, եկեք խոսենք ինքնությունների մասին:

01:37.000 --> 01:39.000
Եթե ​​ինչ-որ մեկը հարցներ՝ ո՞վ ես դու։

01:40.000 --> 01:41.000
Ի՞նչ կասեք։

01:41.000 --> 01:42.000
Հավանաբար ձեր անունը, չէ՞:

01:43.000 --> 01:48.000
Հիմա, ենթադրենք, որ մեկ այլ մոլորակի մարդակերպ ջրարջը ձեզ նույն հարցը տալիս է:

01:49.000 --> 01:50.000
Ի՞նչ կասեք այդ ժամանակ:

01:50.000 --> 01:54.000
Երևի ես Փիթեր Քուիլն եմ, մարդ Երկրից:

01:55.000 --> 01:59.000
Այս դեպքում դուք նշել եք նույնականացման երեք մակարդակ.

01:59.000 --> 02:11.000
Նմանապես, 3D տարածության մեջ x, y և z կոորդինատներն օգտագործվում են օբյեկտի ճշգրիտ գտնվելու վայրը նշելու համար, քանի որ ոչ մի երկու օբյեկտ չի կարող ունենալ նույն x, y և z կոորդինատները:

02:12.000 --> 02:21.000
Եթե ​​դիտարկենք ժամանակի հետ քառաչափ տարածությունը, t որպես լրացուցիչ չափ, ապա ոչ մի երկու մասնիկ չի կարող ունենալ նույն չորս կոորդինատները:

02:21.000 --> 02:27.000
Նույն կերպ էլեկտրոնն ունի նույնականացման չորս մակարդակ՝ բաղկացած չորս քվանտային թվերից։

02:28.000 --> 02:32.000
Ատոմում գտնվող յուրաքանչյուր էլեկտրոն ունի քվանտային թվերի եզակի հավաքածու:

02:32.000 --> 02:36.000
Ոչ մի երկու էլեկտրոն չի կարող կիսել չորս քվանտային թվերի նույն համակցությունը:

02:37.000 --> 02:51.000
Էլեկտրոնները կարող են նույնականացվել՝ օգտագործելով այս չորս քվանտային թվերը, որոնք կոչվում են հիմնական քվանտային թիվ, ուղեծրային անկյունային իմպուլսի քվանտային թիվ, մագնիսական քվանտային համար և էլեկտրոնային սպին քվանտային թիվ։

02:52.000 --> 03:01.000
Այս բոլոր քվանտային թվերը շատ կարևոր են, քանի որ օգնում են որոշել ատոմի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան և այդ ատոմի ներսում էլեկտրոնների հավանական գտնվելու վայրը:

03:01.000 --> 03:07.000
Այնուամենայնիվ, այս տեսանյութի շրջանակի համար մենք կխոսենք միայն էլեկտրոնի սպինի քվանտային թվի մասին:

03:07.000 --> 03:13.000
Սպինի սահմանումը հիմնարար մասնիկի անկյունային իմպուլսի ներքին արժեքն է:

03:13.000 --> 03:20.000
Էլեկտրոնը կարող է ունենալ կա՛մ դրական սպին, որը կոչվում է սպին վեր, կա՛մ դեպի ներքև, որը կոչվում է սպին դեպի ներքև:

03:21.000 --> 03:23.000
Հիմա այստեղ է, որ ամեն ինչ տարօրինակ է դառնում:

03:23.000 --> 03:31.000
Երբ մենք ասում ենք, որ էլեկտրոնն ունի դրական կամ բացասական սպին, դա չի նշանակում, որ էլեկտրոնն իրականում պտտվում է:

03:31.000 --> 03:37.000
Թեև այն ունի անկյունային իմպուլս և ճիշտ մագնիսական կողմնորոշում, այն հենց այնպես չի պտտվում:

03:37.000 --> 03:44.000
Այն իրականում կարող է գոյություն ունենալ սուպերպոզիցիոն վիճակում, երբ այն ունի և՛ բացասական, և՛ դրական պտույտ:

03:44.000 --> 03:51.000
Դուք կարող եք շփոթեցնող թվալ սուպերպոզիցիայի գաղափարը, քանի որ դա կարծես չի համընկնում իրական աշխարհի մեր ընկալման հետ:

03:51.000 --> 03:56.000
Որպեսզի դա մի փոքր ավելի լավ բացատրվի, ահա սուպերպոզիցիան հասկանալու հայտնի օրինակ:

03:56.000 --> 03:58.000
Դուք հավանաբար լսել եք Շրոդինգերի կատվի մասին:

03:58.000 --> 04:04.000
Սա հայտնի մտքի փորձ է, որը մշակել է ավստրիացի իռլանդացի ֆիզիկոս Էրվին Շրոդինգերը:

04:04.000 --> 04:15.000
Պատկերացրեք, որ դուք կատու եք դնում անթափանց, ձայնամեկուսիչ տուփի մեջ՝ ռադիոակտիվ նյութի, թույնի սրվակի և Գեյգերի հաշվիչի հետ միասին:

04:15.000 --> 04:22.000
Եթե ​​ռադիոակտիվ նյութը քայքայվում է, ապա Գեյգերի հաշվիչը գործարկում է մի սարք, որն ազատում է թույնը՝ այդպիսով սպանելով կատվին:

04:23.000 --> 04:29.000
Այնուամենայնիվ, նյութի քայքայումը պատահական գործընթաց է, ուստի ոչ մի միջոց չկա կանխատեսելու, թե երբ դա տեղի կունենա:

04:29.000 --> 04:37.000
Եվ դա է պատճառը, որ տուփը բացելուց առաջ կարելի է ասել, որ կատուն գտնվում է միաժամանակ և՛ ողջ, և՛ մեռած լինելու սուպերպոզիցիայի մեջ։

04:38.000 --> 04:46.000
Նույն կերպ, երբ մետաղադրամը պտտվում է հարթ մակերևույթի վրա, այն գտնվում է սուպերպոզիցիոն վիճակում իր երկու երեսների, գլուխների և պոչերի միջև:

04:46.000 --> 04:53.000
Նմանապես, էլեկտրոններն իրենց բնական վիճակում գոյություն ունեն որպես վերև և վար սպինի սուպերպոզիցիա:

04:54.000 --> 05:02.000
Միայն չափելիս նրանք տալիս են վեր կամ վար որոշակի արժեք, որը տեխնիկական առումով կոչվում է ալիքի ֆունկցիայի փլուզում:

05:02.000 --> 05:13.000
Քվանտային մեխանիկայում ալիքային ֆունկցիայի փլուզումը տեղի է ունենում, երբ ալիքային ֆունկցիան, որն ի սկզբանե եղել է մի քանի վիճակների սուպերպոզիցիայով, վերածվում է մեկ վիճակի՝ արտաքին աշխարհի հետ փոխազդեցության պատճառով:

05:14.000 --> 05:25.000
Երբ զույգ էլեկտրոններ առաջանում են, փոխազդում են կամ կիսում են տարածական մոտիկությունը, նրանց սպինի վիճակները կարող են խճճվել, ինչը գիտնականներն անվանում են էլեկտրոնների քվանտային խճճվածություն:

05:25.000 --> 05:30.000
Երբ էլեկտրոնները խճճվում են, երկու էլեկտրոնները կարող են ունենալ միայն հակառակ սպիններ:

05:31.000 --> 05:36.000
Այսինքն, եթե մեկը չափվում է, որ ունի վերսպին, երկրորդն անմիջապես դառնում է ներքև:

05:36.000 --> 05:44.000
Այժմ մենք գիտենք, որ երկու էլեկտրոնները, չչափված, չունեն մեկ սպին, այլ վերև և վար սպինի սուպերպոզիցիա:

05:45.000 --> 06:01.000
Եթե ​​մենք կամայականորեն տարանջատենք երկու էլեկտրոնները, ասենք, որ մեկը դնում ենք Երկրի ֆիզիկայի լաբորատորիայում, իսկ մյուսը մեկ այլ լաբորատորիայում ինչ-որ տեղ Անդրոմեդա գալակտիկայում, և մենք չափում ենք էլեկտրոնի պտույտը Երկրի վրա, մենք անմիջապես կիմանանք Անդրոմեդա գալակտիկայում գտնվող մեկի չափումը:

06:01.000 --> 06:08.000
Օրինակ, եթե մենք չափում ենք Երկրի էլեկտրոնը, որպեսզի ունենա վերսպին, մենք անմիջապես իմանում ենք, որ մյուս էլեկտրոնն ունի ներքև սպին:

06:09.000 --> 06:14.000
Այս տեղեկությունն ակնթարթորեն տարածվեց լույսի արագությունից ավելի արագ:

06:14.000 --> 06:19.000
Ինչպես կարելի է պատկերացնել, այս միտքը մեծապես անհանգստացրել է հայտնի ֆիզիկոս Ալբերտ Էյնշտեյնին։

06:20.000 --> 06:26.000
Իրականում դա այնքան անհանգստացնող գիտակցում էր, որ նա այդ երեւույթը հեռվից սարսափելի գործողություն անվանեց։

06:27.000 --> 06:31.000
Այսպիսով, ինչպե՞ս կարող է հեռավորության վրա գտնվող այս սարսափելի գործողությունը օգտակար լինել մեզ համար:

06:31.000 --> 06:36.000
Դե ինչ, սկսենք առօրյայի ամենատարածված առարկաներից մեկից՝ ժամացույցից։

06:36.000 --> 06:40.000
Ընդհանուր սինխրոն ժամացույց ունենալը շատ կարևոր է այսօրվա աշխարհում:

06:40.000 --> 06:44.000
Նրանք պահում են իրերը, օրինակ՝ ֆոնդային շուկաները և GPS համակարգերը:

06:44.000 --> 06:49.000
Այսօր մենք ունենք չափազանց ճշգրիտ ժամացույցներ, որոնք հայտնի են որպես ատոմային ժամացույցներ:

06:49.000 --> 06:51.000
Քվանտային տրամաբանական ժամացույցը ԱՄՆ-ում

06:51.000 --> 07:01.000
Ստանդարտների և տեխնոլոգիաների ազգային ինստիտուտը՝ NIST-ը, Կոլորադոյում, 33 միլիարդ տարում ոչ մեկ վայրկյան չի կորցնի, ոչ էլ շահի:

07:02.000 --> 07:13.000
Խճճված ատոմային համակարգերը զբաղված չեն լինի տեղային տարբերություններով և փոխարենը կչափեն միայն ժամանակի ընթացքը՝ դրանք արդյունավետորեն միավորելով որպես մեկ ճոճանակ:

07:13.000 --> 07:20.000
Դա նշանակում է, որ խճճված ժամացույցի մեջ հարյուր անգամ ավելի շատ ատոմներ ավելացնելը այն հարյուր անգամ ավելի ճշգրիտ կդարձնի:

07:20.000 --> 07:31.000
Խճճված ժամացույցները կարող են նույնիսկ միացվել՝ ձևավորելով համաշխարհային ցանց, որը կարող է չափել ժամանակը անկախ գտնվելու վայրից՝ զգալիորեն ընդլայնելով GPS համակարգերի և հեռահաղորդակցության տեխնոլոգիաները:

07:32.000 --> 07:35.000
Հետո, իհարկե, կա քվանտային ծածկագրություն:

07:35.000 --> 07:41.000
Մանուկ հասակում դուք երբևէ հորինե՞լ եք գաղտնի ծածկագրի լեզու, որը միայն դուք և ձեր լավագույն ընկերը կարող էիք հասկանալ:

07:41.000 --> 07:48.000
Պատկերացրեք, որ, բայց կոդը կոտրելու բանալին պատահականորեն բևեռացված ֆոտոններ են, որոնք խճճված են միմյանց հետ:

07:48.000 --> 07:51.000
Դա քվանտային ծածկագրությունն է:

07:51.000 --> 07:59.000
Այսօր որոշ տեխնոլոգիական ընկերություններ օգտագործում են QKD՝ քվանտային բանալիների բաշխում, ծայրահեղ անվտանգ ցանցեր նախագծելու համար:

07:59.000 --> 08:07.000
2007թ.-ին Շվեյցարիան փորձեց ID quantique արտադրանքը` ընտրությունների ժամանակ կեղծ քվեարկության համակարգ ապահովելու համար:

08:07.000 --> 08:18.000
Այս համակարգը խոստանում է լինել բարձր անվտանգություն, քանի որ եթե ֆոտոնները խճճվեն, ապա ներխուժողների կողմից դրանց քվանտային վիճակների ցանկացած փոփոխություն անմիջապես երևալու է բոլորի համար, ովքեր վերահսկում են համակարգը:

08:19.000 --> 08:29.000
Ճապոնական Հոկայդոյի համալսարանի հետազոտողները մշակել են աշխարհում առաջին խճճվածությամբ ընդլայնված մանրադիտակը՝ օգտագործելով մի տեխնիկա, որը հայտնի է որպես դիֆերենցիալ միջամտության հակադրություն մանրադիտակ:

08:30.000 --> 08:39.000
Խճճված ֆոտոնների օգտագործումը մեծապես մեծացնում է մանրադիտակի հավաքած տեղեկատվության քանակը, քանի որ մեկ խճճված ֆոտոն չափելը տեղեկատվություն է տալիս նրա գործընկերոջ մասին:

08:40.000 --> 08:42.000
Ի՞նչ կասեք քվանտային տելեպորտացիայի մասին:

08:42.000 --> 08:44.000
Հնարավո՞ր է դա։

08:44.000 --> 08:55.000
Այո, տելեպորտացիան հնարավոր է ենթաատոմային մասնիկների աշխարհում, բայց դա բոլորովին տարբերվում է այն բանից, թե ինչպես է հեռուստափոխադրումը պատկերված ֆիլմերում և հանրաճանաչ մշակույթում:

08:55.000 --> 09:06.000
Քվանտային տելեպորտացիան ենթադրում է տեղեկատվության տեղափոխում, այլ ոչ թե նյութի փոխադրում, որը հեռահաղորդման հատուկ տեսակն է, որը սովորաբար կենտրոնանում է գիտական ​​ֆանտաստիկայի մեջ:

09:07.000 --> 09:13.000
Ֆիզիկոսները շարունակում են խորանալ և ավելին հասկանալ քվանտային խճճվածության հնարավորությունների մասին:

09:13.000 --> 09:20.000
Երբ մենք կարողանանք ամբողջությամբ օգտագործել այս գիտելիքը, այն կարող է պոտենցիալ հեղափոխություն կատարել մեր գոյության բոլոր ոլորտներում:

09:20.000 --> 09:31.000
Մինչ այդ, մենք կշարունակենք փորձել և իմաստավորել քվանտային մեխանիկայի սկզբունքները, քանի որ, եկեք խոստովանենք, որ դա գիտության տարօրինակ ճյուղ է, որը կարծես թե իմաստ չունի իրական աշխարհում:

09:32.000 --> 09:41.000
Հիմնականում, ինչպես մի անգամ ասել է Նոբելյան մրցանակակիր Ռիչարդ Ֆեյնմանը, եթե կարծում եք, որ հասկանում եք քվանտային մեխանիկա, դուք չեք հասկանում քվանտային մեխանիկա:

09:44.000 --> 09:51.000
Եթե ​​ձեզ դուր է գալիս այս տեսանյութը, ապա խնդրում ենք թողնել ձեր մեկնաբանությունները ստորև և բաժանորդագրվել մեր ալիքին՝ մեր կյանքում գիտության մասին ավելի շատ անիմացիոն պատմությունների համար:

09:51.000 --> 09:55.000
Նաև մի մոռացեք սեղմել զանգի պատկերակը, որպեսզի բաց չթողնեք մեր թարմացումները: