Почему нельзя обойтись без математики

Декабрь 5, 2017

Пятая часть серии видео элементарного введения в квантовую механику. Квантовая механика отличается от Ньютоновской механики одним интересным аспектом – она неинтуитивна. Фундаментальные понятия классической механики, такие как сила, ускорение, траектория мы понимаем на уровне интуиции. Нам не составляет труда представить поведение тех или иных классических систем в различных ситуациях. Переходя дорогу мы интуитивно оцениваем скорости… Читать дальше »

Спин в магнитном поле

Ноябрь 16, 2017

Четвертая часть серии видео с элементарным введением в квантовую механику. Текстовая версия здесь. Выводы, сделанные из предыдущего анализа приборов Штерна-Герлаха можно подтвердить и другими экспериментами. Поместим электрон в сильное однородное магнитное поле. Изначально его спин может быть произвольно ориентирован. Спин будет совершать прецессию по аналогии с прецессией вектора момента количества движения обычного гироскопа в гравитационном… Читать дальше »

Последовательное соединение приборов Штерна-Герлаха

Ноябрь 16, 2017

Третья часть серии видео с элементарным введением в квантовую механику. Текстовая версия здесь. Прибор Штерна-Герлаха можно рассматривать как некий фильтр. Спин поступающих электронов произвольно ориентирован. Но пройдя прибор, электроны отклонившиеся вверх будут иметь спин вверх относительно оси прибора, а отклонившиеся вниз – спин вниз. Если, например, блокировать электроны, отклоняющиеся вниз, то получим фильтр, пропускающий только… Читать дальше »

Эксперимент Штерна-Герлаха. Спин электрона.

Ноябрь 16, 2017

Вторая часть серии видео элементарного введения в квантовую механику. Текстовая версия здесь. Простейшая классическая система, которую только можно вообразить – это система с двумя состояниями. Монетка является примером такой системы. Конечно реальная монета обладает множеством характеристик: форма, масса, положение в пространстве. Но если пренебречь всеми свойствами кроме стороны, то мы получим систему с двумя состояниями:… Читать дальше »

Несостоятельность классической физики

Октябрь 19, 2017

Планирую сделать серию роликов с элементарным введением в квантовую механику. Вот первый из них. Очень кратко рассмотрены: проблема стабильности атомов, проблема интерпретации спектров атомов, ультрафиолетовая катастрофа.   Квантовая механика настолько кардинально изменила научное мировоззрение, что сейчас все физические теории делятся на два типа: классические и квантовые. Квантовая механика является фундаментом всех современных теорий элементарных частиц… Читать дальше »

Уравнения Эйнштейна

Октябрь 10, 2017

Десять лет понадобилось Эйнштейну чтобы обобщить специальную теорию относительности (1905 г.) до общей теории относительности (1916 г.). Принцип эквивалентности позволил осознать, что гравитация как-то связана с искривлением самого пространства-времени. Кульминацией усилий по точной количественной формулировке данного факта являются уравнения Эйнштейна: Они записаны с помощью математики, никогда прежде не появлявшейся в уравнениях физики — Римановой геометрии.… Читать дальше »

Карусель Эйнштейна

Сентябрь 27, 2017

Проанализируем что происходит на известном советском аттракционе «Сюрприз» с точки зрения теории относительности. Движение по кругу даже с постоянной скоростью вращения, как ни странно, это движение с ускорением. Скорость является векторной величиной. При движении по кругу с постоянной угловой скоростью не меняется длина вектора v, но постоянно меняется его направление. То есть три декартовы компоненты… Читать дальше »

Принцип эквивалентности

Сентябрь 18, 2017

Знаменитый принцип эквивалентности позволил Эйнштейну перейти от специальной теории относительности, описывающей движение с точки зрения различных систем отсчета, к общей теории относительности, описывающей гравитацию. С первого взгляда гравитация не имеет никакого отношения к движению. Мы чувствуем гравитационное поле Земли даже находясь неподвижно на ее поверхности. Мы ощущаем воздействие гравитационного поля через величину, называемую весом. Вставая на весы… Читать дальше »

Теорема о запрете клонирования

Сентябрь 5, 2017

Теорема о запрете клонирования является еще одним примером несовместимости повседневной интуиции и квантовой механики. Мы все привыкли, что любой объект можно скопировать, будь то реальный физический предмет или просто информация в виде набора битов. Нам даже уже привычно отделять носитель информации (флэшка, винчестер…) от самой информации. Как только данные оцифрованы, их можно копировать неограниченное число раз… Читать дальше »

Квантовые компьютеры. Алгоритм Дойча.

Август 30, 2017

Логика квантовой механики отличается от классической логики теории множеств которой мы пользуемся повседневно (см. загадку квантовых пирожков или теорему Белла). Квантовые компьютеры принципиально отличаются от классических именно логикой работы, а не просто переходом от транзисторов к чему-то наноразмерному. Классический бит заменяется квантовым битом — кубитом, вектор состояния которого может принимать значение ноль: Может принимать значение… Читать дальше »