Квантовият Експеримент Помага Да Се Докаже Теорията На Относителността На Айнщайн

{h1}

Използвайки атоми в определени квантови състояния, изследователите от калифорнийския университет в бъркли успяха да докажат, че теорията на относителността на алберт айнщайн е правилна.

Изграждането на квантов компютър понякога може да доведе до неочаквани ползи - като осигуряване на подходяща среда, която да демонстрира, че теорията за специалната относителност на Алберт Айнщайн всъщност е правилна.

Използвайки атоми в определени квантови състояния, изследователите от Калифорнийския университет, Бъркли, успяха да покажат, че пространството не изглежда притиснато в една посока в сравнение с друго, както би било, ако относителността не е правилна. По-скоро пространството изглежда същото от всяка посока, както прогнозира относителността. В експеримента са използвани частично заплетени атоми, които са страничен продукт на опит за изграждане на квантови компютри.

Специалната относителност е крайъгълен камък на съвременната физика и е формулирана от Айнщайн през 1905 г. Теорията гласи две неща: законите на физиката са еднакви навсякъде, а скоростта на светлината е постоянна, при условие че не ускорявате, когато измерваме такива явления. Може да се използва за обяснение на поведението на обектите в пространството и времето. (Това е спътник, общата относителност включва ефектите на гравитацията и ускорението). [Усукана физика: 7 умопомрачителни констатации]

Тъй като относителността казва, че скоростта на светлината във вакуум е постоянна, пространството трябва да изглежда еднакво във всяка посока, независимо какво. Например, ако се движите с половината от скоростта на светлината към или далеч от фенерче, ще видите, че лъчът винаги се движи с около 186 000 мили в секунда, не повече или по-малко. Концепцията за разширяване на времето, при която времето се забавя, колкото по-бързо вървите (например, ако сте на скоростен космически кораб), е пряко следствие от това явление - това е нещо, което трябва да се случи, за да може скоростта на светлината да изглеждат еднакво на всички във Вселената.

Ранни експерименти за измерване на скоростта на светлината, използвани перпендикулярни светлинни лъчи, за да генерират модели на смущения - редуващи се светлинни и тъмни ленти. Най-известният е експериментът на Микелсън-Морели през 1887 г., който отскочи два светлинни лъча между огледалата и показа, че скоростта на светлината е постоянна - няма промяна в схемата на смущения, независимо как е ориентирана апарата, което показва, че няма "етер "за преминаване на светлинни вълни и по този начин няма предпочитана посока в пространството. Светлинната скорост във вакуум има една стойност и само една.

Новото проучване, изследователи ръководено от Хартмут Хафнер, доцент по физика в UC Berkeley, използва атоми. Учените поставиха два калциеви атома във вакуумна камера и приложиха променливо напрежение, което хвана атомите на място.

Всеки от атомите имаше два електрона, чиито енергии могат да бъдат измерени. Електроните се движеха перпендикулярно един на друг. Единият в движение нагоре и надолу проследява обем, който прилича на боулинг щифт около ядрото, докато другият се върти около ядрото в зона, подобна на торус. В експеримента екипът измерва кинетичната енергия на електроните 10 пъти всяка секунда, за един ден. Ако теорията на относителността е правилна, тогава разликата между енергиите на електроните трябва да бъде постоянна. [Снимки: Най-красивите уравнения в света]

Това може да изглежда странно за тестване на добре установена теория, но Хафнер каза, че експерименти като това са правени с други частици. Електроните обаче дават по-точни резултати, каза той.

Констатациите са важни и за други области на физиката, включително Стандартния модел, управляващата теория на физиката на частиците, която описва как се държат частиците и защо Вселената изглежда така, както го прави. "Стандартният модел зависи до голяма степен от специалната относителност, за да бъде правилна", каза Хафнер.

Проучването показва също как са свързани различни области на науката, тъй като експериментът започна с квантовите изчисления. За да направите квантов компютър, трябва да хванете атоми и да ги поставите в специално квантово състояние, наречено суперпозиция. Това означава, че не сте измервали в какво състояние са атомите, така че те могат да бъдат в две състояния едновременно. Според квантовата механика, докато се измери състоянието на атома, то няма определена стойност. Именно това дава силата на квантовите компютри да решават сложни проблеми много по-бързо, отколкото традиционните компютри могат.

Квантовите изчисления вдъхновяват Хафнер да използва атоми в такова двойно състояние, за да тества теорията на относителността, каза той.

Изследователите могат да използват този тип експерименти, за да изследват други мистерии във физиката и космологията, казват изследователите. Например, „можем да го използваме за търсене на тъмна материя“, каза Хафнер. Ако има много тъмна материя около Земята, относителните енергии на електроните биха се променили, защото присъствието на масата на тъмната материя би променило околното пространство, каза той.

Следете науката на живо в Twitter @wordssidekick, Ние също сме на Facebook, Оригинална статия за WordsSideKick.com.


Видео Добавка: ДОКЛАД ИСКОННАЯ ФИЗИКА АЛЛАТРА. ВИДЕО-ВЕРСИЯ. ALLATRA SCIENCE.




Изследване


Fringe Science И Секретният Проект Stargate
Fringe Science И Секретният Проект Stargate

Човек Ухапва Змията До Смърт В Отмъщението
Човек Ухапва Змията До Смърт В Отмъщението

Наука Новини


На Снимките: 3 800-Годишният Ковчег Държи Древноегипетска Жена
На Снимките: 3 800-Годишният Ковчег Държи Древноегипетска Жена

Прекалено Много Кафе Може Да Навреди На Бременността С Ivf
Прекалено Много Кафе Може Да Навреди На Бременността С Ivf

Огън И Ярост: Как Да Оцелеем В Ядрена Атака
Огън И Ярост: Как Да Оцелеем В Ядрена Атака

Как Химикалите Причиняват Изгаряне?
Как Химикалите Причиняват Изгаряне?

Твърде Много Упражнения Могат Да Бъдат Лоши За Сърцето
Твърде Много Упражнения Могат Да Бъдат Лоши За Сърцето


BG.WordsSideKick.com
Всички Права Запазени!
Възпроизвеждането На Използваните Материали Оставя Само Prostanovkoy Активна Връзка Към Сайта BG.WordsSideKick.com

© 2005–2020 BG.WordsSideKick.com