Оглавление
Джим Аль-Халили. Квант
Введение
Глава 1. Фокус природы
Фуллерены и эксперимент с двумя прорезями
Глава 2. Истоки
Постоянная Планка
Излучение черного тела
Эйнштейн
Частицы света
Двойственная природа света
Нобелевская премия Эйнштейна
Бор: физик, философ, футболист
В дело вступает французский герцог
Глава 3. Вероятность и случай
Вы верите в судьбу?
Результат игры в пул
Квантовая непредсказуемость
Обводящие удары
Анатомия уравнения
Самое важное уравнение физики
Что происходит, когда мы не смотрим?
Принцип неопределенности Гейзенберга
Ядерные облака
Золотые годы квантовой механики
Радиоактивный распад
Глава 4. Причудливые связи
Суперпозиция
«Объяснение» фокуса с двумя прорезями
Квантовые интерферометры
Нелокальность
Запутанность
Эксперимент ЭПР
Квантовый похититель драгоценностей
ЭПР-парадокс и теорема Белла
Квантовая хаология
Глава 5. Наблюдатели и наблюдаемое
Что видишь, то и получишь
Гамма-микроскоп Гейзенберга
«А потом происходит еще кое-что»
Кот Шрёдингера
Не говори, какой счет
Два этапа проблемы измерения
Декогеренция
Решает ли декогеренция проблему измерения?
Глава 6. Великий спор
Формализм против интерпретации
Копенгагенская интерпретация
Нужна ли теории интерпретация?
Интерпретация де Бройля – Бома
Многомировая интерпретация
Что еще есть на рынке?
Где мы сейчас?
Квантовая реальность с позиции де Бройля и Бома
Глава 7. Субатомный мир
Таинственные лучи повсюду
Внутрь атома
Квантовый спин
Внутрь ядра
Принцип исключения Паули
Создание частиц из воздуха
Ядерные взаимодействия
Антивещество
Квантовое туннелирование
Кварки
Элементарные компоненты
Глава 8. В поисках теории всего
Квантовая теория света
Калибровочные теории и симметрии
Цветная сила
Великое объединение
Что насчет гравитации?
Урок Планка
Теория струн
Урок Эйнштейна
Подчеркивая отрицание
Глава 9. Применение кванта
Эпоха микрочипа
Отличная идея ищет применение
Магниты размером с дом
Непрерывное электричество
Энергия из ядер
Квантовая механика в медицине
Квантовая механика и генетические мутации
Микроскопы для наблюдения за атомами
Атомная инженерия и нанотехнологии
Конденсаты Бозе – Эйнштейна
Квантовая механика и биология
Глава 10. В новое тысячелетие
Умные эксперименты
Как отследить атом
Наблюдая декогеренцию в действии
Рекордная запутанность
Квантовая криптография
Закон Мура
Кубиты
Так на что способен квантовый компьютер?
Квантовые вычисления
Квантовые логические вентили
Квантовое клонирование
Как построить квантовый компьютер
Квантовый мозг
Квантовая телепортация
Литература для дополнительного чтения
Авторы иллюстраций
Благодарности
Отрывок из книги
Понятия не имею, выходит ли этот журнал до сих пор – лично я точно давным-давно его не видел, – но людей и сейчас очаровывают всевозможные паранормальные явления, которые до сих пор не классифицированы и не разложены по полочкам традиционной наукой. Такое впечатление, что многим нравится осознавать, что и по сей день в нашем мире существуют уголки, куда наука еще не проникла, где все еще живы магия и тайна, как будто присущие другому миру.
И это грустно. Мне кажется печальным, что все победы науки по объяснению и рационализации множества явлений нашей Вселенной порой считаются слишком обыденными, лишенными чуда. Это печалило и физика Ричарда Фейнмана, который в 1965 году стал лауреатом Нобелевской премии за свой вклад в наше понимание природы света. Он написал:
.....
Вы можете подумать, что у нас наконец появилось доказательство, что атомы проходят либо сквозь одну прорезь, либо сквозь другую, как мы по праву и ожидаем, и точно не через две прорези одновременно, подобно рассеянной волне. Но не радуйтесь раньше времени и взгляните на экран. Детектор зарегистрировал сигнал атомов, которые прошли сквозь наблюдаемую прорезь, и поэтому вы уверены, что половина прошла сквозь одну прорезь, а половина – сквозь другую, однако картина интерференции при этом пропала! Вместо нее на экране видны всего два ярких световых пятна напротив каждой из прорезей. Теперь атомы повели себя, как частицы, прямо как песчинки. Такое впечатление, что атом ведет себя, как волна, при встрече с прорезями, однако если мы следим за ним, он невинно остается крошечной частицей. С ума сойти, правда?
При добавлении детектора, который регистрирует, сквозь какую из щелей прошел атом, картина интерференции исчезает. Такое впечатление, что атомы не хотят, чтобы кто-то увидел, что они проходят одновременно сквозь обе прорези, и выбирают лишь одну из них. Две полосы, образующиеся на экране напротив прорезей, являются результатом поведения в духе частиц – такую же картину мы наблюдаем и при проведении опыта с песком.
.....
