Schieben Teilchen Nach Vorne Machen Könnte, Sie Gehen Rückwärts, Weil Die Quantenphysik Ist Bonkers

Bild: Brocken Inaglory/Wikimedia Commons

Sie sind sehr glücklich, dass Sie am Ende ungefähr die Größe, die Sie heute sind, irgendwo zwischen einer und zehn Meter hoch und Wiegen irgendwo zwischen eins und tausend Pfund. Dies ist eine sehr gute Größe. Nicht Körper schade, aber wenn Sie waren, sagen wir, eine Billiarde mal kürzer und wog nonillion mal weniger (das ist ein gefolgt von 30 Nullen), das wäre sehr unbequem für Sie. Alles wäre sehr unbequem für Sie.

Eine Sache, die Sie für selbstverständlich zu nehmen, als eine menschliche Größe, was, zum Beispiel, ist, dass, wenn Sie schieben Dinge, die Sie vorwärts bewegen. Aber ein team von Forschern klar, dass dies nicht unbedingt der Fall, wenn Sie zoom in die Welt der Quanten, wo Teilchen entscheiden könnte, rückwärts zu gehen, egal, welche Art von Kraft von außen, die Sie auf Sie setzen.

“Wir wollten zeigen, dies ist eine Universelle Quanten-mechanischer Effekt,” Studie Autor Daniela Cadamuro von der Technischen Universität München in Deutschland sagte Gizmodo. “In der Anwesenheit oder Abwesenheit einer Kraft, die Teilchen haben immer eine Wahrscheinlichkeit, um rückwärts zu bewegen, auch wenn es eine positive Dynamik.”

Ein quantum mechanics’ die zentralen Grundsätze ist, dass die kleinsten Teilchen wirken wie Punkte und fließende Wellen bei der gleichen Zeit. Das ist gezeigt durch ein typisches experiment: Wenn Sie Schießen Teilchen einzeln durch parallele Paare von Schlitzen, erscheinen Sie wie Punkte auf der Wand hinter Ihnen. Aber Schießen genug Partikel und machen Sie ein Muster auf der Wand, als ob eine Welle hatte Durchlaufen—ich benutze das gleiche Beispiel hier.

Aber das bedeutet, dass die Wissenschaftler, das Verständnis der einzelnen Teilchen erfordert die Verwendung der Mathematik der Wahrscheinlichkeit, gezwickt, um zu beschreiben, Quantenmechanik. Dies ist etwas, das könnte Sinn machen, auf dem Papier, aber nicht intuitiv spüren, wenn Sie versuchen, und wenden Sie es, um Dinge bewegen—so dass Sie am Ende mit einem Effekt namens “Rückfluss.” Es ist nicht das gleiche, wie Sanitär-Rückfluss.

Jonathan Halliwell, professor für theoretische Physik am Imperial College London, der war nicht in der Forschung beteiligt, sagte Gizmodo können Sie verstehen, Rückfluss, wie folgt:

Angenommen, ich habe einen sehr großen Raum voller Menschen und ich anweisen, Sie alle bewegen sich in Richtung der Tür und verlassen den Raum. Klassisch, die gesamte Masse der Menschen in diesem Raum würden stetig sinken. Aber in der Quanten-mechanik, die gesamte Masse des Menschen in den Raum STEIGERN konnte, obwohl jeder Mensch hat eine positive Geschwindigkeit nach außen.

Einige betrachten dies als eine Folge dieser tweaks, um die regulären Regeln der Wahrscheinlichkeit, die ich oben erwähnt habe, wenn angewandt, um eine Quanten-Welt. Jedes Teilchen ist mit einer speziellen Gleichung, von der aus Sie können sich eine Liste seiner Eigenschaften erlaubt, neben Ihren jeweiligen Wahrscheinlichkeiten. Aber das zwickt manchmal lassen die Wahrscheinlichkeit, die Werte werden negativ, das ist eine toll klingende Sache. Sie würde nie sagen, dass es eine negative fünfzig-Prozent-chance, dass eine Umgedrehte Münze landet auf Kopf. In diesem Fall, es ist wie es ist eine chance für jemanden, der sich wieder wind ein Raum von innen, auch wenn Sie den Raum verlassen.

Studienautor Henning Bostelmann von der Universität von York im Vereinigten Königreich erklärt, dass das Papier, die Letzte Woche veröffentlicht in Physical Review A, ist ein mathematisches Ergebnis verallgemeinern diese Rückströmung-Effekt für jede Art der externen Kraft, die handeln könnte, die auf ein Teilchen. Aber, erklärt Cadamuro, Ihre Mathematik funktioniert nur für Teilchen in einer dimension. Das ist, als ob die Menschen in Halliwell ‘ s Beispiel konnte nur vorwärts oder rückwärts gehen. Das Papier ist auch nicht die Berücksichtigung der spezifischen Eigenschaften der Partikel, abgesehen von Ihrer Dynamik.

Die Wirkung ist nicht getestet worden, im Labor noch, und die Menschen, die aktiv an der Erstellung einer entsprechenden setup—ein team vorgeschlagen, mit Bose-Einstein-Kondensaten, einer besonderen Art von kalten atomaren Anordnungen, die Erfahrung, die quantenmechanische Effekte in größeren Systemen. Aber dieses Ergebnis ist wichtig in seinem eigenen Recht. “Es ist eine große Prüfung der Grundlagen der Quantenmechanik”, sagte Cadamuro. Sie ist mehr daran interessiert, in der Mathematik, aber sagte, es könnte auch einige wichtige Implikationen für die Quanten-computing.

Halliwell sehe keine Einschränkungen auf die team-Papier-abgesehen von denen, die Sie aufgelistet. Er glaubt, dass die Rückfluss-Phänomen ist real. Aber jetzt ist es Zeit für eine Reale physikalische Beweis.

“Das Hauptproblem ist das finden einer überzeugenden experimentellen test und dann überzeugen, dass jemand, es zu tun!”

[Physical Review A]