Billede: Brocken Inaglory/Wikimedia Commons
Du er meget heldig, at du sluttede op om den størrelse, som du er i dag, et eller andet sted mellem en og ti meter høj og vejer et sted mellem et og et tusind pund. Dette er en meget god størrelse. Ikke at kroppen skam, men hvis du skulle sige, en billard gange kortere og vejede en nonillion gange mindre (det er en, efterfulgt af 30 nuller), som ville være meget ubelejlige for dig. Alt ville være meget generende for dig.
En ting du tager for givet som en menneskelig størrelse ting, for eksempel, er, at når du skubbe ting, de bevæger sig fremad. Men et team af forskere indså, at dette ikke nødvendigvis er tilfældet, hvis man zoomer ind på quantum world, hvor partikler kan beslutte, at gå baglæns, ligegyldigt hvilken slags uden kraft, du lægger på dem.
“Vi ønskede at vise, at dette er en universal kvantemekanisk effekt,” undersøgelsen forfatter Daniela Cadamuro fra det Tekniske Universitet i München i Tyskland fortalte Gizmodo. “I tilstedeværelsen eller fraværet af en kraft, vil partiklen altid har en sandsynlighed for at bevæge sig baglæns, selv om der er et positivt momentum.”
En af quantum mechanics’ centrale principper er, at de mindste partikler handle som prikker og strømmende bølger på samme tid. Det er påvist ved en kvintessens eksperiment: Hvis du skyde partikler individuelt via parallel par huller, de vises som prikker på væggen bag dem. Men nok skyde partikler, og de laver et mønster på væggen, som om en bølge, der var gået igennem—jeg bruger det samme eksempel her.
Men det betyder, at forskernes forståelse af de enkelte partikler kræver brug af matematik af sandsynlighed, sammenknebne til at beskrive kvantemekanikken. Det er noget, der kan give mening på papiret, men gør ikke intuitiv fornemmelse, når du forsøger at anvende den til at flytte ting—så man ender op med en effekt, der kaldes “tilbagestrømning.” Det er ikke det samme som vvs tilbagestrømning.
Jonathan Halliwell, professor i teoretisk fysik ved Imperial College London, som ikke var involveret i forskning, fortalte Gizmodo du kan forstå tilbagestrømning som følger:
Antag, at jeg har et meget stort værelse fuldt af folk, og jeg vil bede dem alle til at bevæge sig hen mod døren og forlade rummet. Klassisk, er den samlede masse af mennesker i rummet, ville støt fald. Men i kvantemekanikken, er den samlede masse af personer i rummet kan STIGE, selvom hver person har en positiv passiv hastighed.
Nogle betragter dette som en konsekvens af disse tweaks til de almindelige regler for sandsynlighed for, at jeg er nævnt ovenfor, når de anvendes til en quantum verden. Hver partikel leveres med en speciel ligning, hvor du kan få en liste over tilladte egenskaber, sammen med deres givne sandsynligheder. Men tweaks undertiden lod sandsynligheden værdier bliver negativ, hvilket er en vanvittig klingende ting. Du ville aldrig sige, at der er en negativ halvtreds procent chance for, at en vendt mønten lander på plat. I dette tilfælde, er det som om der er en chance for nogen til at afvikle tilbage inde i et rum, selv hvis de forlader værelset.
GIF GIF: Vinesauce via YouTubeUndersøgelse forfatter Henning Bostelmann fra University of York i det Forenede Kongerige forklarede, at det papir, der blev offentliggjort i sidste uge i Physical Review En, er en matematisk resultat generalisere dette tilbageløb virkning til en form for ekstern kraft, der kunne handle på en partikel. Men, forklarede Cadamuro, deres matematik virker kun for partikler i én dimension. Det er, som om folk i Halliwell ‘ s eksempel kunne det kun gå fremad eller tilbage. Papiret heller ikke tage hensyn til de særlige egenskaber af partikler, bortset fra deres momentum.
Effekten ikke har været testet i et laboratorium, men alligevel, og folk, der arbejder aktivt på at skabe en passende opsætning—det ene hold har foreslået at bruge Bose-Einstein kondensater, en særlig form af kolde atomare ordninger, der oplever kvantemekaniske effekter i større systemer. Men dette resultat er vigtigt i sin egen ret. “Det er en stor test af grundlaget for kvantemekanikken,” sagde Cadamuro. Hun er mere interesseret i matematik, men sagde, at der også kunne være nogle vigtige konsekvenser for quantum computing.
Halliwell kunne ikke se nogen begrænsninger for holdets papir, bortset fra dem, at de er opført. Han mener, at tilbagestrømning fænomen er reel. Men nu er det tid til nogle virkelige verden fysiske bevis.
“Det vigtigste er at finde en overbevisende eksperimentelle test, og derefter overtale nogen til at gøre det!”
[Physical Review]