चलो क्वांटम यांत्रिकी के बारे में वापस जाएं और हम इसका उपयोग कैसे कर सकते हैं।

अदृश्य दृश्य

ठीक है, तो आप कॉफी महसूस करते हैं, आप लगभग जाग रहे हैं। आपकी आंखें दिन के उजाले के लिए तैयार हैं, वे झपकी देते हैं और कुछ रोशनी आते हैं। जब आप इसके बारे में सोचते हैं, तो आपके पूर्वजों ने आग का उपयोग करना शुरू कर दिया था, जब आपके चेहरे और आपकी आंखों में प्रवेश करने वाले प्रकाश के कण एक लाख साल पहले सूर्य के केंद्र में उठे थे। सूरज फोटॉन नामक कण भी नहीं भेजेगा अगर उन्हें उसी घटना के लिए जरूरी नहीं था जो हमारी गंध, क्वांटम सुरंग का आधार हो।

लाखों किलोमीटर के 150 के बारे में सूर्य और पृथ्वी को अलग करता है, फोटॉनों को इस दूरी को दूर करने के लिए केवल आठ मिनट लगते हैं। उनकी यात्रा के अधिकांश, हालांकि, सूर्य, जहां ठेठ फोटॉन लाखों साल खर्च करता है और भागने की कोशिश के अंदर जगह लेता है। बड़े पैमाने पर तो हमारे सितारे, जहां हाइड्रोजन 13 के बारे में कई बार नेतृत्व तुलना में अधिक सघन है के बीच में रखा जाता है, और फोटॉनों हाइड्रोजन आयन, जो तब सूरज, आदि से यात्रा करने के लिए एक फोटोन आग अवशोषित किया जा रहा से पहले एक दूसरे के केवल अतिसूक्ष्म छोटा सा अंश यात्रा कर सकते हैं .. अरब के बाद अंततः इस तरह की बातचीत सूर्य की सतह पर एक फोटॉन उभरी जो लाखों सालों से चमक रही है।

क्वांटम यांत्रिकी (© जे स्मिथ)

फोटॉन कभी नहीं उठेंगे, और क्वांटम सुरंग नहीं होने पर सूर्य चमक नहीं पाएगा। सूर्य और अन्य सभी सितारे परमाणु संलयन, हाइड्रोजन आयनों को तोड़ने और ऊर्जा को मुक्त करने वाली प्रक्रिया द्वारा हीलियम बनाने से प्रकाश पैदा करते हैं। हर दूसरे, सूर्य लाखों टन द्रव्यमान के लगभग 4 में परिवर्तित हो जाता है। एकल प्रोटॉन की तरह केवल हाइड्रोजन आयनों में सकारात्मक विद्युत शुल्क होते हैं और एक दूसरे के लिए पीछे हट जाते हैं। तो वे एक दूसरे के साथ कैसे विलय कर सकते हैं?
क्वांटम सुरंग में प्रोटॉन की तरंग प्रकृति उन्हें कभी-कभी तालाब की सतह से कनेक्ट लहरों के रूप में आसानी से ओवरलैप करने की अनुमति देती है। ओवरलैपिंग करके, प्रोटॉन तरंगों को काफी करीब लाया जाता है ताकि अतिरिक्त ताकत, जैसे कि एक मजबूत परमाणु बल जो केवल बहुत कम दूरी पर चलती है, कणों के विद्युत प्रतिकृति को दूर कर सकती है। प्रोटॉन तब गिर जाते हैं और एक फोटॉन जारी करते हैं।

हमारी आंखें फोटॉन के प्रति बहुत संवेदनशील हैं

हमारी आंखें इन फोटॉनों के प्रति बहुत संवेदनशील होने के लिए विकसित हुई हैं। कुछ हालिया प्रयोगों से पता चला है कि हम व्यक्तिगत फोटॉन का भी पता लगा सकते हैं, जो एक दिलचस्प विकल्प देता है: क्या लोग क्वांटम यांत्रिकी के कुछ विशेष मामलों का पता लगा सकते हैं? क्या इसका मतलब यह है कि एक आदमी, एक फोटॉन या इलेक्ट्रॉन या श्रोडिंगर की दुर्भाग्यपूर्ण बिल्ली की तरह, एक ही समय में मृत और जिंदा है यदि वह सीधे क्वांटम दुनिया में संलग्न होता है? ऐसा अनुभव कैसा दिख सकता है?

मानव आंख

"हम नहीं जानते, क्योंकि यह कोशिश की गई है," रेबेका होम्स, न्यू मैक्सिको में लॉस एलामोस नेशनल लेबोरेटरी में भौतिक विज्ञानी कहते हैं। तीन साल पहले, वह अर्बाना-कैम्पेन में इलिनोइस विश्वविद्यालय से स्नातक की उपाधि होम्स एक टीम पॉल kwiat, जिससे पता चला है कि लोगों को प्रकाश की कम चमक का पता लगा सकते हैं, तीन फोटॉनों से मिलकर के नेतृत्व का हिस्सा था। 2016 में पाया न्यूयॉर्क में रॉकफेलर विश्वविद्यालय में भौतिक विज्ञानी Alipas Vaziriovou के नेतृत्व में वैज्ञानिकों की प्रतिस्पर्धा समूह में पाया गया कि लोगों को वास्तव में यहां तक ​​कि एक फोटॉनों देखते हैं। हालांकि, हम देखते हैं कि अनुभव का सटीक वर्णन नहीं किया जा सकता है। Vaziriová, वह फोटॉन फटने को देखने के लिए कोशिश की और पत्रिका नेचर 'को बताया, "यह प्रकाश को देखने की तरह है। यह कल्पना की सीमा पर लगभग एक भावना है। "

क्वांटम यांत्रिकी - प्रयोग

निकट भविष्य में, होम्स और वाजिरी प्रयोगों से परीक्षण किया जाता है कि लोगों को क्या लगता है जब फोटॉन को विशेष क्वांटम राज्यों में रखा जाता है। भौतिक विज्ञानी, उदाहरण के लिए, एक फोटॉन को एक सुपरपॉजिशन कह सकते हैं जहां दो अलग-अलग स्थानों में एक ही समय में फोटॉन हैं। होम्स और उनके सहयोगियों ने दो परिदृश्यों को शामिल करने के लिए एक प्रयोग तैयार किया है ताकि यह जांच सके कि लोग सीधे फोटॉन के सुपरपोजिशन को देख सकते हैं या नहीं। पहले परिदृश्य में, एक फोटॉन या तो रेटिना के बाएं या दाएं तरफ जाता है, और एक नोटिस होगा कि रेटिना के किनारे एक फोटॉन महसूस किया गया था। दूसरे परिदृश्य में, फोटॉन को क्वांटम सुपरपोजिशन में रखा जाएगा ताकि इसे असंभव बना दिया जा सके - साथ ही आंख की रेटिना के दाएं और बाएं किनारे पर उड़ जाए।

क्या रेटिना के दोनों किनारों पर प्रकाश मिलेगा? या क्या आंखों में फोटॉन की बातचीत सुपरपोजिशन को गिरने का कारण बनती है? यदि हां, तो क्या यह अक्सर बाईं ओर दाईं तरफ होगा, जैसा सिद्धांत बताता है?

रेबेका होम्स कहते हैं:

"मानक क्वांटम यांत्रिकी के आधार पर, सुपरपोजिशन का फोटॉन शायद वास्तव में यादृच्छिक रूप से भेजे गए फोटॉन से बाएं या दाएं से अलग दिखाई नहीं देगा।"

यदि यह पता चला है कि कुछ प्रयोग प्रतिभागियों ने वास्तव में एक ही समय में दोनों साइटों पर फोटॉन को महसूस किया है, तो इसका मतलब यह है कि व्यक्ति स्वयं क्वांटम स्थिति में था?

रेबेका होम्स वह आगे कहते हैं:

"यह कहा जा सकता है कि पर्यवेक्षक थोड़ा नगण्य समय में क्वांटम सुपरपोजिशन में अकेला था, लेकिन किसी ने अभी तक यह कोशिश नहीं की है, इसलिए हम वास्तव में नहीं जानते हैं। यही कारण है कि हम ऐसा प्रयोग कर सकते हैं। "

आप अपना रास्ता समझते हैं

अब, चलो कॉफी के कप पर वापस जाओ। आप सामग्री के एक ठोस टुकड़े के रूप में मग को अपने हाथ की त्वचा के संपर्क में दृढ़ता से महसूस करते हैं। लेकिन यह सिर्फ एक भ्रम है। स्पर्श करने वाले पदार्थ के दो ठोस टुकड़ों के अर्थ में कम से कम नहीं, हम कुछ भी छूते नहीं हैं। एक परमाणु के 99,9999999999 प्रतिशत से अधिक खाली स्थान होता है, कोर में केंद्रित लगभग सभी द्रव्यमान के साथ।

क्वांटम यांत्रिकी (© जे स्मिथ)

जब आप अपने हाथों से एक कप पकड़ते हैं, तो ऐसा लगता है कि उसका ताकत कप और हाथ में इलेक्ट्रॉनों के प्रतिरोध से आती है। इलेक्ट्रॉनों के पास स्वयं का कोई मात्रा नहीं है, वे केवल नकारात्मक विद्युत चार्ज क्षेत्र के स्पष्ट शून्य आयाम हैं जो बादलों जैसे परमाणुओं और अणुओं को घेरते हैं। क्वांटम यांत्रिकी के नियम परमाणुओं और अणुओं के आस-पास विशिष्ट ऊर्जा स्तर तक ही सीमित हैं। चूंकि हाथ कप को पकड़ता है, यह इलेक्ट्रॉनों को एक स्तर से दूसरे स्तर पर धक्का देता है, और मांसपेशियों की ऊर्जा की आवश्यकता होती है जो मस्तिष्क को कुछ ठोस स्पर्श करते समय प्रतिरोध के रूप में व्याख्या करता है।

स्पर्श की हमारी भावना हमारे शरीर के अणुओं के चारों ओर इलेक्ट्रॉनों और उन वस्तुओं के अणुओं के बीच एक अत्यंत जटिल बातचीत पर आधारित है जो हम छू रहे हैं। इस जानकारी से, हमारा दिमाग भ्रम पैदा करता है कि हमारे पास एक ठोस शरीर है जो अन्य ठोस वस्तुओं से भरे दुनिया भर में चलता है। उनके साथ संपर्क हमें वास्तविकता की सटीक जानकारी नहीं देता है। यह संभव है कि हमारी कोई भी धारणा वास्तव में क्या हो रही है, के अनुरूप नहीं है। कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, इरविन में एक संज्ञानात्मक न्यूरोलॉजिस्ट डोनाल्ड हॉफमैन का मानना ​​है कि हमारी इंद्रियां और दिमाग वास्तविकता के वास्तविक स्वरूप को अस्पष्ट करने के लिए विकसित हुए हैं, न कि इसे प्रकट करने के लिए।

"मेरा विचार यह है कि तथ्य, जो कुछ भी है, बहुत जटिल है, और इसे संसाधित करने में बहुत अधिक समय और ऊर्जा लगती है।"

कंप्यूटर पर एक ग्राफिकल इंटरफ़ेस के साथ मस्तिष्क में एक विश्व छवि की तुलना

हॉफमैन कंप्यूटर मस्तिष्क पर ग्राफिकल इंटरफ़ेस के साथ हमारे मस्तिष्क में दुनिया के निर्माण की छवि की तुलना करता है। स्क्रीन पर सभी रंगीन आइकन, जैसे कि टोकरी, माउस पॉइंटर और फ़ाइल फ़ोल्डर, कंप्यूटर के अंदर वास्तव में क्या चल रहा है, उससे संबंधित नहीं हैं। वे केवल अमूर्त हैं, सरलीकरण जो हमें जटिल इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ संवाद करने की अनुमति देते हैं।

हॉफमैन के विचार के मुताबिक, विकास ने हमारे दिमाग को एक ग्राफिकल इंटरफ़ेस की तरह काम करने के लिए बदल दिया है जो दुनिया को काफी ईमानदारी से उत्पन्न नहीं करता है। विकास सटीक धारणा के विकास का समर्थन नहीं करता है, यह केवल जीवित रहने की अनुमति देता है।

हॉफमैन कहते हैं:

"फॉर्म वास्तविकता पर हावी है।"

हॉफमैन और उनके स्नातकोत्तर छात्र सीमित संसाधनों के मुकाबले कृत्रिम जीवन रूपों के सिमुलेशन में अपने विचारों का परीक्षण करने के लिए हाल के वर्षों में सैकड़ों हजारों कंप्यूटर मॉडल का परीक्षण कर रहे हैं। किसी भी मामले में, जीवों को शारीरिक फिटनेस को वरीयता देने के लिए प्रोग्राम किया जाता है, जब वास्तविकता सटीक धारणा के लिए समान नहीं होती है।

उदाहरण के लिए यदि एक जीव का निर्माण सही ढंग से वातावरण में उदाहरण के लिए अनुभव करने के लिए, मौजूद पानी की कुल राशि, और एक जीव जो कुछ सरल है, उदा पानी की सर्वोत्कृष्ट मात्रा जीवित रहने के लिए की जरूरत को महसूस करने ट्यून किया गया है में चलाता है। इसलिए जब एक जीव वास्तविकता का एक और सटीक रूप बना सकता है, तो यह संपत्ति अपनी जीवित रहने की क्षमता में वृद्धि नहीं करती है। हॉफमैन के अध्ययन ने उन्हें एक उल्लेखनीय निष्कर्ष निकाला:

"हद तक हम जीवन को बनाए रखने के लिए ट्यून किए गए हैं, हम वास्तविकता से नहीं जुड़ेंगे। हम यह नहीं कर सकते हैं। "

क्वांटम सिद्धांत

उनके विचारों के साथ-साथ कुछ भौतिकविदों को क्वांटम सिद्धांत का केंद्रीय विचार माना जाता है - वास्तविकता की धारणा पूरी तरह से उद्देश्य नहीं है, हम जो दुनिया देखते हैं उससे अलग नहीं हो सकते हैं।

हॉफमैन इस विचार को पूरी तरह से देखता है:

"अंतरिक्ष सिर्फ एक डेटा संरचना है, और भौतिक वस्तुएं स्वयं डेटा संरचनाएं हैं जो हम उड़ान में बनाते हैं। जब मैं एक पहाड़ी को देखता हूं, तो मैं यह डेटा संरचना बना देता हूं। फिर मैं कहीं और देखता हूं और इस डेटा संरचना को तोड़ता हूं क्योंकि मुझे इसकी आवश्यकता नहीं है। "

जैसा कि हॉफमैन के काम से पता चलता है, हमने अभी तक क्वांटम सिद्धांत के पूर्ण अर्थ पर विचार नहीं किया है और यह वास्तविकता की प्रकृति के बारे में क्या कहता है। अपने जीवन के अधिकांश समय के लिए, प्लैंक ने स्वयं उस सिद्धांत को समझने की कोशिश की जिसे उन्होंने बनाने में मदद की, और वह हमेशा ब्रह्मांड के एक उद्देश्य धारणा में विश्वास करते थे जो हमारे लिए स्वतंत्र रूप से मौजूद था।

उन्होंने एक बार लिखा था कि उन्होंने अपने शिक्षक की सलाह के खिलाफ खुद को भौतिकी में समर्पित करने का फैसला क्यों किया:

"बाहरी दुनिया मनुष्य से स्वतंत्र है, यह कुछ पूर्ण है, और इस पर लागू होने वाले कानूनों की खोज मुझे जीवन का सबसे ऊंचा वैज्ञानिक अनुभव माना जाता है।"

भौतिकी में एक और क्रांति से पहले यह एक और शताब्दी लेगा कि वह अपने प्रोफेसर फिलिप वॉन जॉली की तरह सही या गलत था या नहीं।