Kvanttimekaniikka edustaa todellista läpimurtoa tieteessä, jonka avulla tutkijat voivat selittää monia ilmiöitä atomien ja subatomisten hiukkasten tasolla. Ja ei ole ollenkaan yllättävää, että sellaisella dynaamisesti kehittyvällä tietoalueella on ollut valtava vaikutus nykyaikaiseen todellisuuskuvaan. Voit varmistaa tämän tarkastelemalla 17 esimerkkiä siitä, kuinka kvanttimekaniikka on muuttunut ja muuttaa jatkuvasti näkemystämme maailmankaikkeudesta.
1. Universumi voi olla hologrammi
Yksi kvanttimekaniikan postulaateista riippuvaisen maailmanmallin tulkinnoista on ajatus, että kolmiulotteinen universumimme on vain hologrammi. Saksan ja Ison-Britannian observatorion tutkijat kertovat pienten aaltojen todennäköisen havaitsemisen avaruusajassa, mikä voisi tarjota todisteita kvanttipikseloitumisen teoriasta.
2. Teknologian parantuessa innovaatioista tulee vähemmän tarkkoja
Teknologisen kehityksen edistymisen myötä niiden tarkkuuden tarve kasvaa luonnollisesti. Eri laitteiden, kuten kellojen ja lämpömittarien, virhe voidaan katsoa johtuvan kvanttimelusta. Tämä melu estää täydellisten mittausten saamisen. Voit kuitenkin poistaa tämän häiriön luomalla tekniikan, jonka indikaattorit ovat parhaimmillaan tarkkoja, kuten atomikellojen tai kvanttermometrien kanssa.
Mainosvideo:
3. Valoa voidaan ohjata ja keskittää eri toimintojen suorittamiseen
Kummallista, mutta laseria, jonka löytäminen on mahdollinen kvanttimekaniikan ansiosta, pidettiin kerran aiheettomana aiheena. Vastoin tätä lausuntoa, tämän tekniikan laajuuden kehitys on kuitenkin taannut monien keksintöjen syntymisen CD-soittimesta ohjuspuolustusjärjestelmiin.
4. Satunnaisuus voidaan laskea ja ennustaa
Tutkijoiden mukaan kvantimekaniikan kannalta mikään ei voi olla todella satunnaista. Heillä on kattava tieto noppaa liikkeestä, joten he pystyisivät simuloimaan tarkkuusmuotin rullan ja ennustamaan sen tuloksen etukäteen. Luomalla kvantimelu ja mittaamalla sen tasot, voidaan luoda satunnaislukuja, joita voidaan käyttää datan salaamiseen.
5. Kohteet käyttäytyvät eri tavoin mitattaessa
Kvanttimekaaninen kvantimekaniikan tulkinta olettaa, että hiukkaset muuttavat käyttäytymistään mittauksen aikana. Tämän käsityksen mukaan hiukkasilla on erilaisia tiloja, mutta niiden havaitsemisen hetkellä heidät pakotetaan ottamaan yksi niistä. Tämä voi kuulostaa oudolta, mutta tätä tulkintaa tukee matemaattinen käsite aaltofunktion romahtamisesta.
6. On enemmän kuin yksi maailmankaikkeus
Multiverse-käsite tai kaikkien mahdollisten todellisuuksien olemassaolo on myös kvanttifysiikan eri tulkintojen tuote. Tämä voidaan osoittaa kiertoradalla olevista observatorioista, jotka tarkkailevat Ison räjähdyksen jäännösilmiöitä, samoin kuin matemaattisilla malleilla, jotka viittaavat sykliseen universumiin.
7. On paljon enemmän ulottuvuuksia
Kvanttimekaniikasta syntynyt joustoteoria puolestaan johti spekulointiin moniulotteisuuden todennäköisyydestä (tai sen puuttumisesta). Tutkijoiden mukaan maailmankaikkeus sisältää ainakin 11 ulottuvuutta, jotka ilmeisesti näyttävät olevan paitsi mahdollista, myös välttämätöntä ehtoa jousiteorian toiminnalle.
8. Jalokivien geometria kuin uusi ilme kvanttifysiikan käsitteeseen
Fyysikot löysivät geometrisen esineen, joka on muodoltaan samanlainen kuin monipuolinen helmi. Löytö yksinkertaistaa dramaattisesti hiukkasten vuorovaikutuslaskelmia ja haastaa klassisen tieteellisen käsityksen avaruudesta ja ajasta todellisuuden pääkomponenteina.
9. Vallankumoukselliset liikennemuodot voidaan löytää
Tämä ei ole enää pelkästään tieteiskirjallisuuden aihe: aine voidaan purkaa hiukkasiksi, jotka kuljetuksen jälkeen pystyvät palauttamaan entisen ulkoasunsa uudelleen. Tämä tuli mahdolliseksi tietojen, kuten myös suurten molekyylien, siirtämiskokeissa, mutta tällaisen tekniikan soveltamista ihmisiin lähitulevaisuudessa ei vielä harkita. Nykyään on mahdollista skannata jokainen ihmiskehossa oleva molekyyli ja koota se muualle, mutta kvanttifysiikan postuloiden mukaan esine muuttuu tällaisten toimien vaikutuksesta. Siksi tarkkaa kopiota siirrettävästä objektista ei voida tuottaa.
10. Sähköä voidaan käyttää lääketieteessä
Tutkijat ovat äskettäin löytäneet pieniä puolijohdekiteitä, joista voi tulla perustana läpimurto lääketieteen alalla lähitulevaisuudessa. Näiden kvanttipisteiden uskotaan hehkua, kun ne altistetaan ultraviolettiselle säteilylle. Jos näin on, ne voidaan kiinnittää syöpäsoluihin näiden paikallistamiseksi ja tuhoamiseksi.
11. On hiukkanen, joka antaa massan pienimmillekin aineen muotoille
Tutkijat uskovat, että Higgsin bosoni, joka tunnetaan myös nimellä "jumalallinen hiukkanen", pystyy jakamaan massaa joillekin perustavanlaatuisille hiukkasille, kuten elektroneille ja gluoneille. Tutkimalla ja eristämällä Higgsin bosonin, tutkijat pystyisivät ymmärtämään, kuinka aine voidaan tasapainottaa antimateriaalin kanssa ja mitä todella tapahtui maailmankaikkeudelle Ison räjähdyksen jälkeen.
12. Valo voi auttaa tunnistamaan hakkereiden toiminnan
Suojaamaan arkaluontoisia tietoja ulkopuolisten häiriöiden uhilta kvantisalaus on kehittänyt menetelmän tietojen koodaamiseksi yksittäisissä valon tai fotonien hiukkasissa. Menetelmän salaisuus on nolla- ja nollapisteistä koostuvan "avaimen" läsnäolo, joka antaa ohjelman mahdollisuuden havaita hakkerin läsnäolo reaaliajassa, kun hän yrittää paljastaa luokiteltuja tietoja.
13. Tietokoneet voivat toimia nopeammin kuin mikään nykyinen digitaalinen laite
Kvantitietokoneiden kehittäminen on kvanttimekaniikan sovellettu ala, joka voi mullistaa laskennan. Verrattuna digitaalisiin tietokoneisiin, jotka koodaavat tietoja binaarisessa järjestelmässä, kvantitietokoneet käyttävät kvanttiominaisuuksia tietojen tallentamiseen ja toimintojen suorittamiseen, mistä seuraa, että laskut ja algoritmit voidaan suorittaa paljon nopeammin.
14. Kvantitunneloinnin ilmiötä voidaan käyttää suhteessa nykyaikaisiin laitteisiin
Kvanttimekaniikassa kvantitunnelointia kuvataan prosessina, jossa hiukkanen tunkeutuu esteen läpi, jota se ei normaalisti pysty ylittämään. Tämä ilmiö on välttämätön erilaisten laitteiden, kuten kytkimien, flash-muistipiirien ja USB-asemien, toiminnalle.
15. Nesteet voivat uhmata painovoimaa
Jotkut suuret järjestelmät kykenevät osoittamaan kvanttimekaniikan vaikutuksia, kuten ylivirtauksen ilmiö. Se on ainetila, jossa se toimii kuin neste, jonka viskositeetti on nolla, mikä antaa sille mahdollisuuden liikkua itsestään painovoimasta riippumatta. Nykyisissä olosuhteissa tämä vaikutus on löytänyt suurimman hyödyn nykyaikaisten jääkaappien luomisessa ja spektroskopian kehittämisessä.
16. Ilman turbulenssia voidaan säätää
Brasilialaiset tutkijat ovat aloittaneet kvantiturbulenssin luomisen erittäin kylmissä olosuhteissa laboratoriossa, joka on täynnä kaasua. Turbulenssin tutkiminen hallitussa ympäristössä voi viime kädessä johtaa tutkijoita tapaan hallita sitä. Siten lentokoneiden epävakauden ongelma lennon aikana voidaan ratkaista.
17. Ihmiset voivat matkustaa edestakaisin ajoissa
Kvanttimekaniikan tutkimus on tarjonnut olosuhteet kokeille, jotka koskevat mahdollisuutta matkustaa maailmaltamme vaihtoehtoiseen aikaan ja avaruuteen. Vuonna 2010 tehtyjen kokeiden tulosten perusteella tutkijat pystyivät määrittämään, kuinka eristetty metalliosa pystyy liikkumaan ja samalla seisomaan. Tämä johtuu kvanttihiukkasten kyvystä liikkua edestakaisin ajan jatkuvuuden kautta. Tämä ominaisuus voi todennäköisesti johtaa tieteen luomaan tapoja ajankäyttöön lähitulevaisuudessa.
Kirjoittaja: Katrin Straszewski