Kvantmehaanika kujutab endast tõelist läbimurret teaduses, võimaldades teadlastel selgitada paljusid nähtusi aatomite ja alaatomiliste osakeste tasemel. Ja pole üldse üllatav, et sellisel dünaamiliselt areneval teadmisväljal on olnud tohutu mõju tänapäevasele reaalsuse kuvandile. Saate seda kontrollida, vaadates 17 näidet, kuidas kvantmehaanika on muutunud ja muudab jätkuvalt meie vaadet universumile.
1. Universum võib olla hologramm
Kvantmehaanika postulaatidest sõltuv maailmamudeli üks tõlgendusi on idee, et meie kolmemõõtmeline universum on lihtsalt hologramm. Saksa-Briti observatooriumi teadlased teatavad väikeste väntsutuste tõenäolisest avastamisest kosmoseajas, mis võiksid olla kvantpikseliseerimise teooria tõestuseks.
2. Kui tehnoloogia paraneb, muutub innovatsioon vähem täpseks
Koos edusammudega tehnoloogia arengu valdkonnas kasvab loomulikult ka vajadus nende täpsuse järele. Erinevate seadmete, näiteks kellade ja termomeetrite, viga võib seostada kvantmüra nähtusega. See müra takistab täiuslike mõõtmiste saamist. Selle häire kõrvaldades saate aga luua indikaatorite maksimaalse täpsusega tehnika, mis sarnaneb aatomkellade või kvanttermomeetritega.
Reklaamvideo:
3. Valgust saab juhtida ja kontsentreerida mitmesuguste funktsioonide täitmiseks
Kummalisel kombel peeti laserit, mille avastamine sai võimalikuks tänu kvantmehaanikale, kunagi praktilise tähtsusega objektiks. Kuid vastupidiselt sellele arvamusele on selle tehnoloogia ulatuse arendamine taganud mitmesuguste leiutiste tekkimise, alates CD-mängijast kuni raketitõrjesüsteemideni.
4. Juhuslikkust saab arvutada ja ennustada
Teadlaste sõnul ei saa kvantmehaanika seisukohast midagi tõeliselt juhuslikku olla. Omades põhjalikku teavet täringu liikumise kohta, suudaksid nad täpselt simuleerida stantsi rulli ja ennustada selle tulemust ette. Kvantmüra loomisega ja selle tasemete mõõtmisega võib tekkida juhuslikke numbreid, mida saab kasutada andmete krüptimiseks.
5. Objektid käituvad mõõtmisel erinevalt
Kvantmehaanika Kopenhaageni tõlgendus eeldab, et osakesed muudavad mõõtmise ajal oma käitumist. Selle kontseptsiooni kohaselt on osakestel erinevad olekud, kuid nende jälgimise hetkel on nad sunnitud ühe neist võtma. See võib kõlada kummaliselt, kuid seda tõlgendust toetab lainefunktsiooni kokkuvarisemise matemaatiline kontseptsioon.
6. Universumeid on rohkem kui üks
Multiverse kontseptsioon ehk paljude võimalike reaalsuste olemasolu on ka kvantfüüsika erinevate tõlgenduste tulemus. Seda saab tõestada Suure Paugu jääknähtusi vaatlevate vaatluskeskuste orbiidil olevate andmete ning tsüklilist universumit vihjavate matemaatiliste mudelite abil.
7. Mõõtmeid on palju rohkem
Kvantmehaanikast sündinud keelteooria tekitas omakorda spekulatsioone mitme mõõtme tõenäosuse (või selle puudumise) kohta. Teadlaste sõnul sisaldab Universum vähemalt 11 dimensiooni, mis näivad olevat mitte ainult võimalikud, vaid ka vajalik tingimus keelte teooria toimimiseks.
8. Gemomeetri geomeetria kui uus pilk kvantfüüsika kontseptsioonile
Füüsikud avastasid geomeetrilise objekti, mis on kuju poolest sarnane mitmetahulise kalliskiviga. Leiud lihtsustavad dramaatiliselt osakeste interaktsioonide arvutusi ja seavad väljakutse klassikalisele teaduslikule mõistmisele ruumist ja ajast kui tegelikkuse peamistest komponentidest.
9. Võib leida revolutsioonilisi transpordiviise
See pole enam pelgalt ulme teema: ainet saab lahti võtta osakesteks, mis pärast transportimist suudavad taas oma endise väljanägemise taastada. See sai võimalikuks andmete, aga ka suurte molekulide edastamise katsetes, kuid sellise tehnoloogia rakendamist lähitulevikus inimestele veel ei mõelda. Tänapäeval on võimalik inimese kehas iga molekuli skaneerida ja muusse kohta kokku panna, kuid kvantfüüsika postulaatide kohaselt muutub objekt selliste toimingute mõjul. Seega ei saa teisaldatava objekti täpset koopiat reprodutseerida.
10. Elektrit saab meditsiinis kasutada
Teadlased on hiljuti avastanud pisikesed pooljuhtkristallid, millest võib lähiajal saada läbimurre meditsiini valdkonnas. Arvatakse, et need kvantpunktid hõõguvad ultraviolettkiirgusega kokkupuutel. Kui jah, võib need lokaliseerida ja hävitada vähirakkudega.
11. Seal on osake, mis annab massi ka kõige väiksematele ainevormidele
Teadlased usuvad, et Higgsi boson, tuntud ka kui "jumalik osake", on võimeline andma massi mõnele fundamentaalsele osakesele nagu elektronid ja glüoonid. Higgsi bosoni avastamise ja eraldamise kaudu saaksid teadlased mõista, kuidas saab ainet tasakaalustada antimaterjaliga ja mis tegelikult juhtus universumiga pärast Suurt Pauku.
12. Valgus võib aidata häkkerite tegevusi ära tunda
Tundliku teabe kaitsmiseks välise sekkumise ohu eest on kvantkrüptograafia välja töötanud andmete kodeerimise meetodi üksikute valguse või footonite osakestesse. Meetodi saladus peitub nullidest ja nullidest koosneva "võtme" olemasolus, mis võimaldab programmil häkkerite olemasolu reaalajas tuvastada, samal ajal kui ta üritab salastatud andmeid avaldada.
13. Arvutid saavad töötada kiiremini kui ükski olemasolev digitaalne seade
Kvantarvutite arendamine on kvantmehaanika rakendusväli, mis võib pöördeliselt muuta andmetöötlust. Võrreldes binaarses süsteemis andmeid kodeerivate digitaalarvutitega kasutavad kvantarvutid andmete salvestamiseks ja toimingute tegemiseks kvantomadusi, mille tulemusel saab arvutusi ja algoritme teostada palju kiiremini.
14. Kvanttunneldamise nähtust saab kasutada seoses moodsate vidinatega
Kvantmehaanikas kirjeldatakse kvantmehaanilist tunnustamist protsessina, mille käigus osake tungib läbi barjääri, millest ta tavaliselt üle ei pääse. See nähtus on oluline mitmesuguste seadmete, näiteks lülitite, välkmälukiipide ja USB-draivide tööks.
15. Vedelikud võivad trotsida gravitatsiooni
Mõned suured süsteemid on võimelised näitama kvantmehaanika mõjusid, näiteks ülivoolu nähtus. See on mateeria seisund, milles see toimib nagu nullviskoossusega vedelik, mis võimaldab sellel iseseisvalt liikuda, sõltumata raskusjõust. Praegustes tingimustes on see mõju leidnud suurimat rakendust kaasaegsete külmikute loomisel ja spektroskoopia väljatöötamisel.
16. Õhuturbulentsi saab reguleerida
Brasiilia teadlased on alustanud tööd kvantturbulentsi loomiseks äärmiselt külmades oludes gaasiga täidetud laborikambri sees. Turbulentsi uurimine kontrollitud keskkonnas võib teadlasi lõpuks viia selle juhtimise viisini. Seega võib õhusõiduki ebastabiilsuse probleemi lennu ajal lahendada.
17. Inimesed saavad ajas edasi-tagasi reisida
Kvantmehaanika uuringud on loonud tingimused katseteks seoses võimalusega rännata meie maailmast alternatiivsesse aega ja ruumi. 2010. aastal tehtud katsete tulemuste põhjal suutsid teadlased kindlaks teha, kuidas isoleeritud metallitükk on võimeline liikuma ja samal ajal seisma. Selle põhjuseks on kvantosakeste võime liikuda ajas pidevas suunas edasi-tagasi. See funktsioon võib tõenäoliselt viia teaduse lähitulevikus ajarändamise võimaluste loomiseni.
Autor: Katrin Straszewski
