# Элементарные частицы - "квантовый тупик абстрактных теоретических построений физики"

Аноним "Нейро-Яндекс"

Сжатую информацию об элементарных частицах от "Нейро-Яндекс" собрал и разместил в Интернет-журнале М.Е. Мошкова "Самиздат" - Ю.И. Гребенченко - для ориентировки читателей в терминологическом и рекламном хаосе вокруг квантовых компьютеров, искусственного интеллекта и термоядерных реакторов - в теоретической физике, квантовой физике и квантовой механике. Есть точка зрения, изложенная в статье Владимира Горуновича, где утверждается, что физика элементарных частиц попала в "квантовый тупик" из-за чрезмерного увлечения математикой. По мнению автора, физика "скатилась" в "тупик абстрактных теоретических построений", которые имитируют науку, но на самом деле элементарные частицы управляют законами природы по "собственному усмотрению". ИСТОЧНИК: Vladimir-gorunovich.Narod.ru. Полевая теория элементарных частиц. https://vladimir-gorunovich.narod.ru ⌡ polevaja_teorija Однако есть и другая точка зрения, согласно которой полевая теория элементарных частиц привела к созданию научной картины микромира. Обе обсуждают-объясняют, как возникает электрический заряд элементарных частиц, как возникают постоянные магнитные поля элементарных частиц и чем на самом деле являются ядерные силы. Таким образом, мнение о том, что теория элементарных частиц является тупиком ядерной квантовой физики, может быть субъективным и зависеть от точки зрения автора, вернее от использованной разными научными школами различной аксиоматики - недоступных для проверок физическими экспериментами. Противоречивые теории квантовой физики "аксиоматически поверяются" математической логикой и "мысленными экспериментами". Элементарные частицы в квантовых компьютерах. Никита Гурьянов - физик из Оксфордского университета, занимающийся вычислительной квантовой физикой. В конце августа он "ворвался" на Financial Times - со статьей, критикующий индустрию квантовых вычислений, сравнив "рекламные фанфары" вокруг этой технологии с раздувающимся финансовым пузырем. Он предупреждает, что люди, особенно в сфере высоких технологий, в последние годы стали чересчур оптимистично смотреть на перспективы квантовых вычислений. И что здесь сейчас куда больше дыма, чем огня. Как ни странно, квантовые вычисления - уже очень прибыльная индустрия. В последние годы в эту область вливаются миллиарды долларов. Кульминацией, пожалуй, стал дебют на публичном рынке компаний, занимающихся квантовыми вычислениями, таких как Rigetti и D-Wave, а также любимый рыночный феномен 2021 года - IPO через компании по приобретению специального назначения (так называемые СПАКи). Квантовые компьютеры нужны компаниям не для их применения в научно-технической деятельности, а для привлечения в кампаннии капитала. ИСТОЧНИК: https://habr.com/ru/companies/getmatch/articles/687154/

"Нейро-Яндекс".


Элементарные частицы - "квантовый тупик абстрактных теоретических построений физики" - от В. Горуновича.


Элементарные частицы - терминологический хаос квантовой физики, информационный тупик ядерной физики.


Интернет-информация от "Нейро-Яндекс" об элементарных частицах. Числа в конце предложений и абзацев - число источников научной информации от Нейросети.

Элементарные частицы - собирательный термин, который относится к микрообъектам в субъядерном масштабе, которые невозможно расщепить на составные части. 34

Характерная особенность элементарных частиц - способность к взаимным превращениям. Это не позволяет рассматривать элементарные частицы как простейшие, неизменные "кирпичики мироздания". 3

Строение и поведение элементарных частиц изучается физикой элементарных частиц. Аксиоматически принято, что все элементарные частицы подчинены законам сохранения энергии, импульса, спина, а также законам электромагнитного поля. 41

Например, при изучении строения атомных ядер выяснилось, что силы, удерживающие протоны и нейтроны в ядре, не являются электромагнитными. Поэтому характерное для нуклонов (протонов и нейтронов в ядре) взаимодействие получило название сильного. 2

Все элементарные частицы обладают свойством взаимопревращаемости, что является следствием их взаимодействий: сильного, электромагнитного, слабого, гравитационного. Взаимодействия частиц вызывают превращения частиц и их совокупностей в другие частицы и их совокупности, если такие превращения не запрещены законами сохранения. 4

Некоторые частицы не обладают электромагнитным полем, например нейтрино. 3

Электромагнитное поле существует только вокруг некоторых элементарных частиц с зарядом (электронов и протонов). При этом элементарная частица и её электромагнитное поле представляют собой единое целое, и нельзя указать точную границу между ними. 42


Общими характеристиками всех элементарных частиц являются масса, время жизни, электрический заряд и спин. 2

Элементарные частицы подчиняются не только законам электромагнитного поля. Известно четыре фундаментальных взаимодействия, которым подчиняются элементарные частицы: электромагнитное, гравитационное, сильное и слабое. 231

Спин (от англ. spin - вращаться) - собственный момент количества движения элементарной частицы, имеющий квантовую природу и не связанный с её перемещением в пространстве как целого. 24

Спин характеризует внутреннее вращательное состояние частицы, которую представляют в виде волчка, вращающегося вокруг оси. Если частица имеет заряд, то, вращаясь, она создаёт магнитный момент и является своего рода магнитом. 5

Спин имеет дискретные значения, которые зависят от типа частицы. Например, электроны и фотоны имеют спин 1/2, то есть они могут вращаться только в двух противоположных направлениях, которые условно называют "вверх" и "вниз". 1

Спин частицы определяет её магнитный момент, то есть способность взаимодействовать с магнитным полем. Кроме того, спин влияет на статистическое поведение частиц, то есть на то, как они распределяются по энергетическим уровням и как они образуют составные системы. 1

Спин элементарной частицы не связан с движением частицы в пространстве. 12

Спин - внутренняя, исключительно квантовая характеристика частицы, которая не может быть объяснена в рамках релятивистской механики. 12

Спин характеризует количество вращательного движения частицы, задаёт её направление и ведёт себя подобно миниатюрным гироскопам. 5

Спин элементарной частицы - это собственный момент вращения частицы, который имеет как квантовую, так и классическую природу. 4

С точки зрения классического понимания, частица со спином - это "мячик", который крутится и обладает моментом инерции, а это вращение формирует магнитный момент. 4

Некоторые аналоги спина в классической физике:

Электромагнитная волна с круговой поляризацией. Классическим аналогом фотона с единичным спином является такая волна. В зависимости от выбора выделенной оси, вращение векторов электрического и магнитного поля может быть по часовой стрелке или против неё, или ни то, ни другое, когда ось лежит в плоскости вращения. 1

Электромагнитная волна без круговой поляризации. Классическим аналогом фотона с нулевым спином является такая волна, например, с поляризацией строго в одной плоскости. В этом случае, какую бы выделенную ось ни выбирали, вращения вокруг неё векторов электрического и магнитного поля не будет. 1

Некоторые группы элементарных частиц:

Лептоны (лёгкие частицы). 5

Адроны (тяжёлые частицы, состоящие из кварков). Адроны, в свою очередь, разделяются на мезоны (частицы с целым спином) и барионы (частицы с полуцелым спином). 5


Для всех элементарных частиц характерна способность рождаться и уничтожаться (испускаться и поглощаться) при взаимодействии с другими частицами. 4

Атомы химических элементов состоят из элементарных частиц - протонов, нейтронов, электронов 5. Эти частицы, как разночастотные носители высокочастоных полевых форм энергии - могут взаимодействовать между собой. В результате преобразований носимых ими полевых форм энергии - появляются частицы из существенно других частотно-масштабных диапазонов полевых форм энергии - разночастотные частицы: фотоны, мезоны и т.д. 5.

Элементарные частицы простыми словами - это самые маленькие кусочки материи, из которых состоит всё, что нас окружает 2. Они так малы, что их невозможно увидеть даже в самый мощный микроскоп 2. Об этом свидетельствуют следующие теоретические оценки частиц, как "твёрдых тел", хотя все они существуют только в полевых формах:

Элементарные частицы столь малы, что они недоступны для прямых измерений, кроме того они не являются корпускулами и считаются носителями волн полевых форм энергии. элементарные частицы считаются такими, чьи размеры недоступны для прямых измерений. 45

Это связано с тем, что элементарные частицы обладают волновыми свойствами и могут пройти через любую "решётку", поэтому сложно говорить об их размерах, как говорят о размерах тел в классической физике. 1

Косвенную информацию о размерах элементарных частиц получают на основе анализа электромагнитных взаимодействий частиц. На этой основе учёные получили следующие оценки элементарных частиц, как твёрдых тел:

размер атомов составляет около 10^−10 м; 3

размер ядер - около 10^−14 м; 3

размер протона и нейтрона - около 10^−15 м; 3

электроны и кварки -"точечные частицы" (менее 10^−18 м). 3.

Некоторые частицы не обладают электромагнитным полем, например нейтрино. 3

Электромагнитное поле существует только вокруг элементарных частиц с зарядом (электронов и протонов). При этом элементарная частица и её электромагнитное поле представляют собой единое целое, и нельзя указать точную границу между ними. 42

Размеры элементарных частиц невозможно измерить напрямую и потому, что принцип неопределённости не позволяет строго локализовать физическую частицу. 52

Есть электромагнитные и не электромагнитные методы регистрации элементарных частиц различной физической природы.

Некоторые неэлектромагнитные методы регистрации элементарных частиц:

Ядерные эмульсии. Фоторегистрация: заряженная частица нарушает вдоль своего пути структуру кристаллической решётки зёрен галоидного серебра, делая их способными к проявлению. Этот метод используется для регистрации редких событий, позволяет регистрировать частицы очень больших энергий. 1

Искровая камера. В этой камере в результате протекания радиоактивных реакций по следу движения частицы образуются искры. Их хорошо видно и легко регистрировать. 24

Черенковский счётчик. Этот метод предназначен для регистрации частиц, движущихся с релятивистскими скоростями, и определения скорости частицы. Принцип действия: при движении частицы в среде со скоростью, превышающей скорость света в этой среде, возникает слабое излучение. 5

Времяпролетные камеры. В них с помощью детекторов с очень высоким временным разрешением измеряется время пролёта частицей определённого участка камеры, и из этого вычисляется её скорость. 3

Некоторые электромагнитные методы регистрации элементарных частиц:

Трековые детекторы. Восстанавливают траекторию частицы. Обычно расположены в области магнитного поля, и тогда по искривлению траектории частицы можно определить её импульс. Работа трековых детекторов основана на том, что пролетающая заряженная частица создаёт ионизационный след - то есть выбивает электроны из атомов на пути своего движения. 1

- Камера Вильсона - детектор треков быстрых заряженных частиц, в котором используется способность ионов выполнять роль зародышей водяных капель в переохлажденном перенасыщенном паре. Для создания переохлаждённого пара используется быстрое адиабатическое расширение, сопровождающееся резким понижением температуры. Быстрая заряженная частица, двигаясь сквозь облако перенасыщенного пара, ионизирует его.

- Пузырьковая камера - трековый детектор элементарных заряженных частиц, в котором трек (след) частицы образует цепочка пузырьков пара вдоль траектории её движения. Изобретена. А. Глэзером в 1952 г. (Нобелевская премия 1960 г.). Принцип действия пузырьковой камеры напоминает принцип действия камеры Вильсона. В последней используется свойство перенасыщенного пара конденсироваться в мельчайшие капельки вдоль траектории заряженных частиц.

Ионизационная камера. Представляет собой систему двух электродов в объёме, заполненном инертным газом (чаще всего аргоном и неоном). Если частица полностью останавливается в объёме камеры, то по величине собранного заряда (количеству электронов, пришедших на анод) легко определить энергию частицы. 25

Сцинтилляционные детекторы. При возвращении возбуждённых атомов в основное (невозбуждённое) состояние излучаются фотоны, которые могут быть зарегистрированы в виде оптической вспышки в видимой или ультрафиолетовой области. 2

Метод толстослойных фотоэмульсий. Для регистрации заряженных частиц используют специальные фотоэмульсии. Пролетающая сквозь фотоэмульсию быстрая частица действует на зерна бромистого серебра и образует скрытое изображение. При проявлении фотопластинки образуется трек. После исследования трека оценивается энергия и масса заряженной частицы. 34


Есть точка зрения, изложенная в статье Владимира Горуновича, где утверждается, что физика элементарных частиц попала в "квантовый тупик" из-за чрезмерного увлечения математикой. По мнению автора, физика "скатилась" в "тупик абстрактных теоретических построений", которые имитируют науку, но на самом деле элементарные частицы управляют законами природы по собственному усмотрению. 1

ПРИМЕР цензурированного ответа Нейросети: утверждение о том, что квантовая физика ничего не объясняет и не доказывает, а только обсуждает на основе выдвигаемых аксиом, неверно. Квантовая физика - это фундаментальная теория, которая описывает природу в масштабах атомов и субатомных частиц. 4. Некоторые особенности квантовой физики:

Вероятностность. Квантовая физика предполагает, что нельзя с абсолютной уверенностью сказать, как поведёт себя исследуемый объект. 5

Целостность. Квантовая физика рисует картину Вселенной как единого целого, части которого взаимосвязаны и влияют друг на друга. 5

Принцип неопределённости. Суть его в том, что одновременно невозможно получить точные значения координат и скорости квантового объекта. Чем большей точности добиваются в измерении одного параметра, тем более неопределённым становится другой. 25

Влияние наблюдателя на наблюдаемый объект. В квантовой физике наблюдатель влияет на наблюдаемый объект, нет изолированных наблюдателей механической Вселенной - всё принимает участие в её существовании. 5

Учёные понимают квантовую физику и могут предсказывать квантовые явления с высокой точностью, моделировать сложные квантовые системы и даже создавать квантовые компьютеры. 34

Утверждение о том, что квантовые компьютеры - это ложь учёных от квантовой физики, не имеет научного обоснования.

Идея квантовых компьютеров связана с квантовой физикой и имеет российское происхождение. В 70-х годах российский математик Александр Холево доказал теорему о том, какое количество информации может храниться в квантовых состояниях. 1

Согласно теореме Холево, количество информации, которое может храниться в квантовых состояниях, ограничено. 13

Для n кубитов, которые могут нести большее количество классической информации благодаря квантовой СУПЕРПОЗИЦИЕЙ, количество классической информации, которую можно извлечь на практике, не превышает n классических битов. 13

Квантовая суперпозиция - это фундаментальный принцип квантовой механики, который позволяет частице или квантовой системе находиться в нескольких состояниях одновременно 2.

Это явление является одним из ключевых отличий квантового мира от классического, где объект может находиться только в одном состоянии в данный момент времени 2.

Простыми словами, суперпозиция представляет собой состояние микрочастицы до измерения её местоположения 1. Это новое квантовое состояние, которое получается в результате наложения теоретически возможных состояний микрочастиц до процесса измерения 1.

Для понимания суперпозиции можно представить монету, которая вращается в воздухе 2. В классическом мире, если монета упадёт, она будет либо орлом вверх, либо решкой 2. Однако в квантовом мире, пока монета вращается (и до того, как она приземлится и будет наблюдаться), она находится в состоянии суперпозиции, где она одновременно и орёл, и решка 2. Только после измерения (наблюдения) монета 'выбирает' одно из возможных состояний 2.

в квантовой физике энергия может иметь лишь возможные дискретные значения (квантуется) из определённого диапазона спектров. 13

Для частицы возможны стационарные состояния, которые соответствуют определённому диапазону спектров энергии. При этом каждое из таких состояний характеризуется конкретным (дискретным) значением энергии. 13

Стационарное состояние в квантовой физике - состояние квантовой системы, при котором её энергия и другие динамические величины, характеризующие квантовое состояние, не изменяются со временем. 12 Однако в квантовой механике есть и закон сохранения энергии, который гласит, что энергия не появляется и не исчезает, а существует вечно и передаётся от одного объекта к другому. 2

Стационарное состояние в классической физике - это состояние системы, которое не изменяется со временем и осуществляется при постоянном значении полной энергии. 4

С точки зрения классической физики, производная полной энергии по времени должна быть равна нулю для такого состояния. 4


Принцип суперпозиции в классической физике - допущение, согласно которому результирующий эффект нескольких независимых воздействий есть сумма эффектов, вызываемых каждым воздействием в отдельности. 12

Справедлив для систем или полей, которые описываются линейными уравнениями. Важен во многих разделах классической физики: в механике, теории колебаний и волн, теории физических полей. 1

Некоторые формулировки принципа суперпозиции:

В механике в самой простой формулировке принцип суперпозиции гласит: результат воздействия на частицу нескольких внешних сил есть векторная сумма воздействия этих сил; любое сложное действие можно разделить на два и более простых. 1

В электростатике принцип суперпозиции гласит: напряжённость электростатического поля, создаваемого в данной точке системой зарядов, есть векторная сумма напряжённости полей отдельных зарядов. 1

Принцип суперпозиции в квантовой механике. фундаментальный принцип квантовой механики, согласно которому, если для некоторой квантовой системы допустимы состояния, то допустима и любая их линейная комбинация. 1

Согласно этому принципу, линейная комбинация двух волновых функций также будет описывать реально существующее физическое состояние системы. Однако для такого состояния наблюдаемая величина уже не будет иметь определённого значения, и в результате измерения может быть получено одно из двух значений с вероятностями, определяемыми квадратами коэффициентов (амплитуд), с которыми обе функции входят в линейную комбинацию. 2

Примером может служить кубит, используемый в квантовой обработке информации. Состояние кубита в наиболее общем случае представляет собой суперпозицию базовых состояний. 3

Кубит в квантовой физике - это минимальная единица передаваемой или хранимой квантовой информации, аналог бита в классической информации. 1

В отличие от "бита" "кубит" всегда находится в динамическом состоянии, он существует в нескольких состояниях одновременно, пока его не "измерят". 1

Это явление-состояние называется суперпозицией. Его можно объяснить на примере монеты: когда она лежит на столе, мы видим либо "орла", либо "решку". Но если подбросить монету в воздух, она будет вращаться, и пока она находится в движении, можно сказать, что она "одновременно" и "орёл", и "решка". 13

Кубит ведёт себя похожим образом: до измерения он находится в вероятностной смеси 0 и 1, а в момент измерения-взаимодействия с измерителем кубит, как элементарное количество энергии "коллапсирует" в одно из состояний. 3

Кубит представляет собой динамическую систему, которая находится в контролируемом состоянии суперпозиции двух стационарных состояний - 0 и 1. Это значит, что, в отличие от классических битов, которые могут находиться в состоянии или 0, или 1, кубиты могут быть в состоянии 0 и 1 одновременно. 2

Кубитам также характерно явление квантового запутывания: состояние одного такого элемента-кубита связано с состоянием другого - независимо от расстояния между ними. гипотетически эти свойства позволяют методологически реализовывать параллельные вычисления и эффективнее классических систем работать с большими объёмами информации. 2. Учёные обсуждают различные гипотетические способы реализаций кантовых компьютеров.


Кубит в квантовом компьютере реализуется с использованием различных физических эффектов. 4. Некоторые способы реализации:

Сверхпроводящий кубит. Обычно представляет собой крошечную петлю или металлическую проволоку, которая функционирует как атом. Два состояния кубита соответствуют двум энергетическим состояниям этого искусственного атома: низшему (основному) и верхнему (возбуждённому). Они инициируются и управляются с помощью микроволновых импульсов. 34

Кубит на захваченных ионах. Чип удерживает ионы и захватывает их с помощью электрических полей в пустотах между крошечными печатными схемами. Лазеры проходят через окна вакуумной камеры, охлаждая ионы и управляя кубитами. Такой кубит способен хранить свою квантовую информацию в течение нескольких минут и даже часов. 3

Кубит на нейтральном атоме. В таком квантовом компьютере атомы на месте удерживает не электричество, а свет. Для создания световых ловушек на камеру с нейтральными атомами направляется через линзу лазерный луч. Линза расщепляет проходящий через неё луч на множество световых пятен. Каждое пятно способно удерживать атом на месте. 3

Кубит может находиться в состояниях 0 и 1, а также с некоторой вероятностью одновременно в обоих состояниях, что называется суперпозицией. 45


Квантовые компьютеры в технике находятся на ранней стадии развития. 1

Некоторые известные модели квантовых компьютеров:

IBM: Osprey. 433 сверхпроводящих кубита, которые с точностью 99% выполняют вычислительные операции за 10 наносекунд. 4

Google: Sycamore. 53 сверхпроводящих кубита. Точность вычислений выше - 99,9%, но скорость чуть ниже - 25 наносекунд. 4

Intel: Tunnel Falls. 12 кубитов, которые показывают высокую точность - 99%, но относительно низкую скорость работы - 100 наносекунд. 4

IonQ: Harmony. Квантовый процессор на 32 ионных кубитах. Скорость вычислений 500 наносекунд, точность 99,9%. 4

Xanadu: Borealis. 24 фотонных кубита, скорость самая высокая - 200 пикосекунд, но точность - 98%. 4

Самый мощный квантовый компьютер на данный момент - это IBM Quantum Condor с 433 кубитами, который был представлен в 2023 году. Однако этот компьютер не доступен для широкого использования и работает только в лабораторных условиях. 1

Также в течение 2025 года компании Atom Computing и Microsoft планируют поставить клиентам первые 1000-кубитные квантовые компьютеры - локальные системы на холодных нейтральных атомах. 3

В феврале 2024 года "Росатом" представил 20-кубитный компьютер. Его точность составляет 95%, но учёные планируют развивать свою разработку и повысить точность до 98-99%. 2

Точность битовых и кубитовых компьютеров отличается следующим образом:

В битовых компьютерах для представления информации используются биты, которые принимают определённое значение - 1 или 0. Определить состояние бита можно по наличию либо отсутствию в нём заряда электрического тока. 41

В кубитовых компьютерах вместо битов используются кубиты - квантовые микрочастицы, которые помимо стандартных значений 0 и 1 могут принимать также значения между 0 и 1. Значение этой частицы зависит от многих факторов, в том числе и измерения. Поэтому кубиты не определены строго, есть вероятность ошибки, и чем больше кубитов в системе, тем больше суммарная вероятность, что система выдаст неправильный ответ. 145

Таким образом, квантовые компьютеры выдают не точные результаты, а вероятностные, то есть приближённые к реальности. 2

ПРОТИВОРЕЧИВЫЕ ДОСТОИНСТВА и НЕДОСТАТКИ битовых и кубитовых компьютером.

Битовые компьютеры работают на основе битов - единиц измерения информации, которые могут принимать одно из двух значений: 0 или 1. Такие компьютеры способны выполнять только одно действие за раз. 134

Кубитовые компьютеры используют кубиты - квантовые частицы, которые, кроме стандартных 0 и 1, могут находиться между нулём и единицей. Благодаря этому кубиты способны выполнять вычисления параллельно, то есть решать несколько задач одновременно, но при наличии соответствующего алгоритма. 314

Некоторые достоинства кубитовых компьютеров:

Высокая скорость. Кубиты позволяют компьютеру мгновенно перебирать все возможные варианты решения, поэтому решение становится известно сразу, как только введены все данные. 13

Переопределение безопасности. Квантовые компьютеры могут справляться с расшифровкой криптографических алгоритмов, которые не под силу обычным компьютерам. 1

Экономия на электроэнергии. В отличие от классических компьютеров, для которых требуется большое количество блоков питания, квантовые компьютеры потребляют меньше энергии. 1

Возможность моделирования альтернативных реальностей. Квантовый компьютер способен решать множество задач в параллельных вселенных и достигать при этом финального результата. 1

Некоторые недостатки кубитовых компьютеров:

Сложность в функционировании. Для создания одного рабочего кубита необходимо задействовать один атом, зафиксировать его в определённом положении, полностью защитить от влияния внешних излучений и соединить с другим таким же атомом с помощью специальной квантовой связи. 1

Ошибки в расчётах. Малейшее вмешательство в действующую квантовую систему вызывает шумы и, как следствие, колебание всей системы, что приводит к ошибкам в расчётах. 1

Потребность в сверхохлаждённой среде. Большинство современных квантовых компьютеров нуждаются в криогенном охлаждении с использованием сложного и дорогого оборудования. 4

Низкая точность вычислений в квантовых компьютерах (кубитовых) может ограничивать их применение в технике. 14

Ошибки в расчётах связаны с тем, что в основе функционирования любых квантовых процессов и явлений лежит теория вероятности. Получить точность в 100% невозможно. Чем большую точность в расчётах хотят достичь, тем больше одних и тех же вычислений приходится проводить повторно. 1

Кроме того, на точность решения задач влияет взаимодействие квантовой системы с окружающей средой. Любые явления окружающей природы (температурные колебания, радиация и т. д.) способны создать "фазовый шум", который заставляет кубиты принимать ограниченные значения. Такой квантовый компьютер будет работать гораздо менее производительно и очень медленно. 14

Каждый акт регистрации кубита в квантовом компьютере с любой целью-причиной - неотвратимо превращает его в обычный вычислител - вызывает явление декогеренции: Декогеренция - процесс, при котором кубиты теряют свои свойства из-за воздействия извне. В результате квантовый компьютер превращается в обычный, очень медленный. 12

Это происходит, потому что декогеренция уничтожает суперпозицию и заставляет кубиты принимать ограниченные значения. Суперпозиция - особенность квантовых частиц, благодаря которой компьютер мгновенно перебирает все возможные варианты решения. 2

Чтобы бороться с декогеренцией, компьютерв и кубиты изолируют от внешней среды, защищают от вибраций и радиопомех, и в ряде случаев охлаждают. 1

Первостепенная задача квантовых компьютеров - усиление искусственного интеллекта... Но способность квантового компьютера хранить информацию в сжатом виде не делает его быстрее.

Однако технология квантовых компьютеров продолжает развиваться, и учёные стремятся снизить уровень ошибок. Например, по данным на 2025 год, компании QuTech и Fujitsu добились коэффициента ошибок в 0,001% благодаря использованию алмазов с особой атомной конфигурацией и сложной конструкцией решётки. 5

Ожидается, что в будущем квантовые компьютеры будут обладать гораздо большей вычислительной мощностью, чем обычные компьютеры, и найдут применение в различных областях, включая секвенирование генома, разработку сложных лекарств, работу с химическими реакциями в аккумуляторах и другие. 4


ПРИМЕЧАНИЕ ПЕССИМИСТА. Никита Гурьянов - физик из Оксфордского университета, занимающийся вычислительной квантовой физикой. В конце августа он "ворвался"на Financial Times со статьей, критикующий индустрию квантовых вычислений, сравнив рекламные "фанфары" вокруг этой технологии с раздувающимся финансовым пузырем. Он предупреждает, что люди, особенно в сфере высоких технологий, в последние годы стали чересчур оптимистично смотреть на перспективы квантовых вычислений. И что здесь сейчас куда больше дыма, чем огня. Как ни странно, квантовые вычисления и квантовые компьютеры - уже очень прибыльная индустрия. В последние годы в эту область вливаются миллиарды долларов. Кульминацией, пожалуй, стал дебют на публичном рынке компаний, занимающихся квантовыми вычислениями, таких как Rigetti и D-Wave, а также любимый рыночный феномен 2021 года - IPO через компании по приобретению специального назначения (так называемые СПАКи). Квантовые компьютеры нужны компаниям не для применения в научно-технической деятельности, а для привлечения капитала. ИСТОЧНИК: https://habr.com/ru/companies/getmatch/articles/687154/


Квантовое состояние у Холево А. - это любое возможное состояние во множестве возможных состояний, в которых может находиться квантовая система. 12

Квантовая механика описывает квантовой системы через волновые функции, которые предоставляют вероятностные распределения возможных состояний, но не точные значения. 4

Квантовое состояние - это описание физического состояния объекта в рамках квантовой механики. Оно включает в себя информацию о возможных (вероятных) значениях измеряемых величин, таких как импульс и его координаты. 1

Квантовые состояния могут описываться полным набором т.н. КВАНТОВЫХ ЧИСЕЛ или ВОЛНОВОЙ ФУНКЦИЕЙ (чистые квантовые состояния) и МАТРИЦЕЙ ПЛОТНОСТИ (смешанные квантовые состояния). 2


Квантовые числа в квантовой физике - это целые или дробные числа, которые определяют возможные значения физических величин, характеризующих квантовую систему (молекулу, атом, атомное ядро и другие), а также элементарные частицы, кварки, глюоны. 12

Некоторые виды квантовых чисел и их описание:

Главное квантовое число (обозначается n). Характеризует энергию электрона в атоме и размер электронной орбитали. Также соответствует номеру электронного слоя, на котором находится электрон. 5

Побочное (орбитальное) квантовое число (обозначается l). Описывает различное энергетическое состояние электронов на данном уровне, форму орбитали, орбитальный момент импульса электрона. 5

Магнитное квантовое число (обозначается ml). Характеризует ориентацию орбитали в пространстве, а также определяет величину проекции орбитального момента импульса на ось Z. 5

Магнитное спиновое квантовое число (обозначается ms). Описывает проекцию собственного момента импульса электрона на ось Z и принимает значения +1/2 и -1/2. 5

Набор квантовых чисел, который исчерпывающе описывает состояние квантовой системы, называют полным. 1


Чистые квантовые состояния в квантовой физике - это состояния квантовой системы, характеризуемые полным набором возможных значений динамических переменных и описываемые волновой функцией от этих переменных. 2

Другими словами, если квантовый объект (например, элементарная частица) находится в чистом состоянии, это означает, что о нём есть вся информация. 1 45

Однако есть теорема о неосуществимости копирования неизвестного квантового состояния. Согласно ей, невозможно, получив полную информацию о неизвестном квантовом объекте, создать второй, точно такой же, объект, не разрушив первый. 1

Это связано с тем, что в силу принципа неопределённости, чем больше получено информации о некоем объекте, тем больше искажений вносится в этот объект - и так до тех пор, пока исходное состояние не будет разрушено полностью. 1

В классической физике аналогами "чистого состояния" являются детерминированные состояния, так как чистое состояние в квантовой механике считается аналогом детерминированного состояния классической физики. 3

И в классической, и в квантовой теории детерминированному состоянию соответствует точка в фазовом пространстве. Различие состоит в математической структуре пространств классической и квантовой механик, что связано с физическим различием понятия состояния в обеих теориях. 3


Смешанное состояние в квантовой физике - состояние квантовомеханической системы, в котором не задан максимально полный набор независимых физических величин, определяющих состояние системы, а определены лишь вероятности нахождения системы в различных квантовых состояниях. 1

В классической физике аналогами "смешанных состояний" рассматриваются "классические статистические ансамбли", которые в определённой степени можно рассматривать как аналоги квантовых смешанных состояний. 4

Один из примеров такого аналога - два набора монет, каждый из которых характеризуется вероятностями выпадения орла и решки. Если подбросить наугад взятую монету из полного набора, то вероятности выпадения орла и решки будут определяться не только индивидуальными свойствами монет, но и свойствами ансамбля. 5

Ещё один тип классического "смешанного' состояния" - "хаотический свет", особый случай которого-"тепловой свет", где зависимость среднего числа фотонов от частоты даётся законом Планка. 3

В смешанном состоянии, в отличие от суперпозиции состояний, различные квантовые состояния не интерферируют между собой, так как при определении среднего складываются не волновые функции, а средние значения. 1

Примеры смешанных состояний: неполяризованный пучок частиц, газ в термостате. 1


Волновая функция в квантовой физике - это функция, описывающая состояние квантовой системы. Она принимает комплексные значения. 1

Квадрат модуля волновой функции равен вероятности (или плотности вероятности) того, что физическая величина, являющаяся её аргументом, в данном квантовом состоянии имеет определённое значение. 1

В случае точечной частицы чаще всего используется волновая функция в координатном представлении, то есть функция координат и времени. В таком случае квадрат её модуля есть вероятность обнаружить частицу в окрестности данной точки пространства в данный момент времени. 1

Волновая функция связана с представлением о волнах де Бройля, сопоставляемых свободно движущейся частице с определённым импульсом и энергией и частице, движущейся в потенциальном поле. 1

Матрица плотности в квантовой физике (или оператор плотности) - это матрица, которая описывает ансамбль физических систем как квантовые состояния (даже если ансамбль содержит только одну систему). 1

Она позволяет вычислять вероятности результатов любых измерений, выполняемых в системах ансамбля, используя правило Борна. 1

В отличие от волновой функции, пригодной лишь для описания чистых состояний, оператор плотности в равной мере может задавать как чистые, так и смешанные состояния. 2


В квантовой физике в "смешанном состоянии" нет полного представления о том, в каком состоянии находится подготовленная система. Такая ситуация может быть вызвана, например, некорректной настройкой лабораторного оборудования или СПУТАННОСТЬЮ частиц с внешней системой, которая недоступна. 2

Квантовая запутанность - особая связь двух и более частиц, которая необъяснима с точки зрения классической физики. 1

Суть запутанности заключается в том, что квантовые состояния двух или большего числа объектов оказываются взаимозависимыми. Например, если измерить спин первой частицы и обнаружить, что он направлен вверх, то спин второй частицы будет направлен вниз, и наоборот. 345

Такая взаимозависимость сохраняется, даже если объекты разнесены в пространстве за пределы любых известных взаимодействий. При этом измерение параметра одной частицы сопровождается мгновенным прекращением запутанного состояния другой. 3

Квантовая запутанность возникает при каждом столкновении частиц, при распаде одной частицы на две или при расщеплении лазерного потока в нелинейном кристалле. 1

Спутанные частицы в квантовой физике - это частицы, которые входят в одну квантовую систему и представляют собой части единого целого. 3

Они "запутываются, когда взаимодействуют друг с другом или рождаются вместе. После этого их состояния становятся взаимосвязанными. 2

Особенность запутанных частиц в том, что изменение состояния одной частицы мгновенно отражается на другой, даже если они находятся на расстоянии световых лет друг от друга. 2

Эта связь сохраняется, даже если удалить частицы друг от друга на огромное расстояние. 3


Квантовые технологии.

Есть разные точки зрения на развитие квантовых технологий. Некоторые учёные считают, что, несмотря на многолетние усилия, никто ещё не приблизился к созданию квантового компьютера, способного решать практические задачи. Другие полагают, что квантовые компьютеры могут обеспечить ускорение в каком-то классе задач. 45

Таким образом, мнения о квантовых технологиях полярны, и нет единого мнения о том, являются ли квантовые компьютеры ложью учёных.


Есть точка зрения, согласно которой полевая теория микромира элементарных частиц привела к созданию современной научной картины микромира. Эта теория (в качественно иной аксиоматике, чем в макромасштабной классической физике) обсуждает, как возникает электрический заряд элементарных частиц, как возникают постоянные магнитные поля элементарных частиц и чем на самом деле являются ядерные силы. 3

Таким образом, мнение о том, что теория элементарных частиц находится в тупике ядерной квантовой физики, может быть субъективным и зависеть от точки зрения автора, вернее от использованной авторами различной аксиоматики - в обоих случаях недоступных для проверок физическими экспериментами. Парадоксально, но некоторые аксиомы противоречивых теорий "поверяются" "мысленными экспериментами". 1

Существует несколько точек зрения на то, кто или что управляет законами природы.

С точки зрения атеизма законы природы считаются движущей силой эволюции от простого к сложному. Законы природы определяют поведение любых материальных объектов. 3

В некоторых религиозных представлениях считается, что законы природы зависят от Бога. По этой версии, Бог, сотворив мир, продолжает принимать в нём участие и управлять всем мирозданием. 4

С точки зрения Виктора Хречко природа сама управляет материальным миром через свои законы. По его мнению, законы природы едины для физического, химического, биологического и социального мира. 2

Следует учитывать, что вопрос управления законами природы не имеет однозначного научного ответа и рассматривается с разных философских и религиозных позиций и в разных аксиоматических системах естествознания.


"Точечная частица" - это идеализация частиц, широко используемых в физике. Её определяющей особенностью является то, что частица-объект - не имеет пространственной протяжённости, она безразмерна, беспространственна. В квантовой физике точечная частица наделяется учёными рядом свойств-проявлений - отсутствующих в макромасштабной классической физике. 1

Точечная частица является подходящим представлением любого объекта, когда его размер, форма и структура не имеют значения в данном контексте. Например, с достаточно большого расстояния любой объект конечного размера будет выглядеть и вести себя как точечный объект. 1

В физике принято считать, что все среды состоят из неких частиц. 3

Примеры точечных частиц:

Точечная масса. Физический объект (обычно материи), который имеет ненулевую массу, но является бесконечно малым по своему объёму или линейным размерам. 1


До середины XX века учёные аксиоматически ввели в научное обращение множество типов-сортов элементарных частиц. Это было обусловлено потребностями познания непознанного - в связи с исследованиями космических лучей, внедрением ускорительной и ядерной техники, развитием теоретической и ядерной физики - породивших квантовую физику и квантовую механику. 4

По данным некоторых научных источников, вместе с античастицами, квазичастицами и другой экзотикой квантовой физики - ввели в научное обращение более 350 видов элементарных частиц, в основном "нестабильных" 15. Нестабильная частица - это элементарная частица, которая самопроизвольно распадается на другие частицы в свободном состоянии. 25

Есть всего пять стабильных элементарных частиц:

1. Фотон. 14

2. Две разновидности нейтрино. 1

3. Электрон. 12

4. Протон. 12

К нестабильным частицам относятся все остальные элементарные частицы. 2

"Стабильные элементарные частицы" имеют бесконечно большое время жизни в свободном состоянии. 4

Первыми экспериментально обнаруженными элементарными частицами были электрон, протон, а затем нейтрон. 3

Четыре фундаментальных взаимодействия в физике: гравитационное, электромагнитное, слабое и сильное:

1. Гравитационное. Всеобъемлющее взаимодействие, которому подвержены все материальные взаимодействия без исключения - и микрочастицы, и макротела. Проявляется в виде всемирного тяготения. 24

2. Электромагнитное. Взаимодействие между заряженными частицами. В отличие от тяготения, электромагнитные силы способны быть как силами притяжения, так и силами отталкивания. Отвечает за такие явления, как магнитное поле и свет. 243

3. Слабое. Обладает большой значимостью на субатомном уровне, отвечая за некоторые виды радиоактивного распада. Слабое взаимодействие слабее электромагнитного и сильного. 243

Сильное. Наиболее мощное из всех четырёх взаимодействий. Оно удерживает КВАРКИ вместе внутри протонов и нейтронов, а также удерживает сами атомные ядра. 243 Сильное взаимодействие удерживает атомные ядра, преодолевая электростатическое отталкивание между положительно заряженными протонами. Благодаря КВАРКАМ - носителям сильных взаимодействий - это позволяет атомным ядрам оставаться стабильными. 1. Большая часть учёных-физиков считает кварки неделимыми, точечными частицами, которые не обладают внутренней структурой. Однако есть гипотеза, что КВАРКИ сами состоят из более мелких простых частиц - преонов, но на данный момент она не подтверждена экспериментально.


Нейросеть. Не удалось найти информацию о неделимости кварков, как концептуальном философско-аксиоматическом тупике фундаментальной физики, который породил "Большой взрыв Вселенной" и квантовую физику. Однако есть некоторые сведения о Большом взрыве и кварк-глюонной плазме:

4. Большой взрыв - вероятное состояние Вселенной в начальный момент. Учёные считают, что материя в тот период обладала бесконечно большой плотностью и температурой. 3

5. Кварк-глюонная плазма - состояние сильно взаимодействующей ядерной материи, в котором отдельные протоны и нейтроны словно растворяются друг в друге, а составляющие их кварки начинают свободно гулять по объёму. Такое состояние может возникнуть при достаточно высоком давлении и температуре примерно 2 трлн градусов Цельсия. 3

6. В таком состоянии находилась Вселенная спустя микросекунды после Большого взрыва, и примерно такое же состояние может до сих пор существовать в самом центре некоторых нейтронных звёзд. 3


ПАРАДОКСАЛЬНОЕ, фантастическое сильное взаимодействие действует на очень малых расстояниях, примерно 1 фемтонометр (10^-15 метра, в степени минус 15). Без него атомные ядра распались бы, поскольку положительно заряженные протоны, отталкивающиеся друг от друга, не смогли бы оставаться вместе. 1


В квантовой физике элементарных частиц создана теоретическая конструкция - т.н. "Стандартная модель" элементарных частиц, описывающая электромагнитное, слабое и сильное взаимодействие всех элементарных частиц. 12

В классической физике нет аналога стандартной модели элементарных частиц, так как Стандартная модель основана на квантовой теории поля и использует другие концепции, чем классическая механика. 1

В классической механике ключевые объекты - частицы. В стандартной модели - не частицы, а квантовые поля: электронное, мюонное, электромагнитное, кварковое и т. д.. 1

Стандартная модель - это современная теория строения и взаимодействий элементарных частиц, которая позволяет теоретически предсказывать свойства тысяч различных процессов в мире элементарных частиц. 1

классическая и квантовая физики основаны на различной аксиоматике, что связано с разными подходами к описанию физических явлений. 25

Классическая физика основана на идее детерминизма: считается, что если точно знать начальные условия, то можно предсказать состояние системы в любой другой момент времени, как в прошлом, так и в будущем. В классической механике всякая частица движется по определённой траектории, так что в любой момент времени точно фиксированы её координата и импульс. 52

Квантовая физика основана на идее неопределённости: узнать одновременно координату и импульс квантовой частицы - невозможно в силу принципа неопределённости Гейзенберга. Поэтому требуется иной способ описания: волновой и вероятностно статистический. 5

Кроме того, в классической физике описываются свойства объектов, не учитывая их отношения к тем приборам, с помощью которых обнаруживаются эти свойства, а в квантовой физике условия наблюдений - неотъемлемая часть описания. 5

В квантовой теории, в свою очередь, элементарным актом всякого взаимодействия становится взаимодействие нескольких полей в одной точке пространства-времени или, на корпускулярном языке, - локальное и мгновенное превращение одних частиц в другие. При этом классическое взаимодействие в виде сил, действующих между частицами, оказывается вторичным эффектом, возникающим в результате обмена квантами поля, переносящего взаимодействие. 3.

Г. Я. Зверев сделал открытие в классической физике, согласно которому все движения-взаимодействия-преобразования энергии - только резонансные, попарно взаимосвязанные, то есть в Природе нет многочастичных взаимодействий, и все они - единственно возможные пары во всём Мироздании. 1. Источник: Г.Я. Зверев. Физика без механики Ньютона, без теории Эйнштейна, без принципа Гамильтона и без волновой функции Шредингера

Но Нейросеть настаивает, что в квантовой физике существуют многочастичные взаимодействия, которые описываются с использованием квантовой механики и учитывают волновую природу частиц. 1

Многочастичная система состоит из двух или более частиц, которые взаимодействуют друг с другом. Такие системы имеют сложную структуру, так как каждая частица взаимодействует с другими частицами, и существует общая взаимозависимость состояний всех частиц в системе. 1

Некоторые примеры многочастичных систем в квантовой физике:

Электронные системы. Например, электронные системы в проводниках. 1

Адроны. Многочастичные системы, состоящие из кварков и глюонов, которые формируют протоны, нейтроны и другие частицы. 1

Молекулярные системы. Многоатомные молекулы, в которых взаимодействуют электроны и ядра, образуя химические связи. 1

Кластеры. Сборки атомов или молекул, образующие структуры различных размеров с изменёнными электронными и оптическими свойствами. 1

Изучение многочастичных систем важно для понимания множества физических явлений и разработки новых технологий, например квантовых компьютеров и квантовой криптографии. 1


Стандартная модель не является теорией всего, так как не описывает тёмную материю, тёмную энергию и не включает в себя гравитацию. 1

Стандартная модель элементарных частиц в квантовой физике - теория, описывающая свойства и взаимодействия элементарных частиц, и предсказывает многие частицы, за исключением "гипотетических частиц" (это также название одного из вида частиц). Многие предсказанные частицы были экспериментально обнаружены. "Гипотетические частицы, существование которых ничем не подтверждено. 3. Всего Стандартная модель описывает 61 частицу. 1

Вот некоторые группы частиц, с общими названиями:

Фермионы: кварки и лептоны. Кварки могут существовать только группами, а лептоны - только по отдельности. 3

Бозоны: фотон, W-бозон, Z-бозон, глюон и бозон Хиггса. 3

Адроны: барионы и мезоны. Барионы - частицы, состоящие из кварков, в том числе протоны и нейтроны. Мезоны переносят взаимодействие между нуклонами в ядрах атомов. 3

Нейтрино: электронное, мюонное и тау-нейтрино. 3

Кварки считаются самой маленькой частицей в квантовой физике 14. Это фундаментальные частицы, которые не состоят из более мелких частей 4.

ПРИМЕЧАНИЕ метафизиков. Неделимость кварков, концептуальный философско-аксиоматический тупик фундаментальной физики, породивший "Большой взрыв Вселенной" и квантовую физику.

Элементарные частицы делятся на несколько видов по разным критериям 1:

1. По времени жизни 1:

o - Стабильные элементарные частицы - частицы, имеющие бесконечно большое время жизни в свободном состоянии (протон, электрон, нейтрино, фотон, гравитон и их античастицы) 1.

o - Нестабильные элементарные частицы - частицы, распадающиеся на другие частицы в свободном состоянии за конечное время (все остальные частицы) 1.

2. - По массе 1:

o - Безмассовые частицы - частицы с нулевой массой (фотон, глюон) 1.

o - Частицы с ненулевой массой (все остальные частицы) 1.

3. - По величине спина 1:

o - Бозоны - частицы с целым спином (например, фотон, глюон, мезоны, бозон Хиггса) 1.

o - Фермионы - частицы с полуцелым спином (например, электрон, протон, нейтрон, нейтрино) 1.

4. По видам взаимодействий 1:

o - Составные частицы 1:

o - Адроны - частицы, участвующие во всех видах фундаментальных взаимодействий 1. Они состоят из кварков и подразделяются на мезоны (адроны с целым спином) и барионы (адроны с полуцелым спином) 1. К ним, в частности, относятся частицы, составляющие ядро атома, - протон и нейтрон 1.

5. Фундаментальные (бесструктурные) частицы - также вид яастиц 1: это бесструктурные элементарные частицы, которые по современным представлениям не имеют внутренней структуры. 15. Элементарные частицы - электрон, нейтрино, кварки, считаются бесструктурными и рассматриваются как первичные фундаментальные частицы. 3

Некоторые элементарные частицы, например электрон, нейтрино, кварки, считаются бесструктурными и рассматриваются как первичные фундаментальные частицы. 3

6. Первичные фундаментальные частицы - это элементарные частицы, которые считаются бесструктурными и далее неразложимыми. 14. К ПЕРВИЧНЫМ частицам относятся - электрон, нейтрино, кварки и другие. 12

В современной физике термин "фундаментальные частицы" применяется преимущественно для лептонов и кварков (по 6 частиц каждого рода, вместе с античастицами, составляют набор из 24 фундаментальных частиц) в совокупности с калибровочными бозонами (частицами-переносчиками фундаментальных взаимодействий). 3. К"фундаментальным частицам", к виду частиц - относятся экспериментально не подтверждённые:

Фундаментальные фермионы (кварки, лептоны, антикварки и антилептоны). Обычно представляют собой "частицы вещества" и "частицы антивещества". 253

Фундаментальные бозоны (калибровочные бозоны и бозон Хиггса). Как правило, являются "частицами силы", которые опосредуют взаимодействия между фермионами, в тюм числе 253

o - Лептоны - фермионы, которые имеют вид точечных частиц (то есть не состоящих ни из чего) вплоть до масштабов порядка 10^−18 м 1. Не участвуют в сильных взаимодействиях 1.

o - Кварки - дробно заряженные частицы, входящие в состав адронов 2.

Некоторые "фундаментальные элементарные частицы", существование которых подтверждено экспериментами:

Электрон. Открыт Джозефом Томсоном в 1897 году. 45

Альфа-частица. Открыта Эрнестом Резерфордом в излучении урана в 1899 году. 5

Гамма-излучение (фотон высокой энергии). Открыто Полем Вилларом при распаде урана в 1900 году. 5

Протон. Открыт Эрнестом Резерфордом в 1919 году. 45

Нейтрон. Открыт Джеймсом Чедвиком в 1932 году. 45

Антиэлектрон (или позитрон). Открыт Карлом Д. Андерсоном в 1932 году. 5

Мюон (или мю-лептон). Открыт Сетом Неддермейером, Карлом Д. Андерсоном, Дж.К. Стрит и Э.К. Стивенсоном в 1937 году. 5

Пион (или пи-мезон). Открыт группой К.Ф. Пауэлла в 1947 году. 5

Бозоны W и Z. Открыты в 1983 году на суперпротонном синхротроне в ЦЕРН. 15

Топ-кварк. Обнаружен в 1994 году в Фермилабе. 15

Бозон Хиггса. Обнаружен в 2012 году в ЦЕРН. 12


Кроме того, выделяют "квазичастицы" (как бы частицы) - "гипотетические частицы", которые формально не существуют, но используются в "теоретических методологиях" для "аксиоматического описания" предполагаемых природных процессов. Также есть "гипотетические частицы" - недостающие звень в теориях квантовой физики, существование которых ничем не подтверждено, вернее, подтверждено "мысленными экспериментами". 3


ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ косвенного обнаружения элементарных частиц. Некоторые из них:

Метод ионизации. Заряженная частица, проходя через среду, ионизирует пространство вокруг своего трека. Трек можно "подсветить" и сравнить его форму с ожидаемой по математической модели. 2

Метод свечения. Частица, проходя через поле или объект, создаёт квант света. Этот эффект фиксируется, например, счётчиком Гейгера или фотоэмульсией. 2

Метод камеры Вильсона. Изучаемые частицы впускаются в камеру через тонкое окошко. Пролетая с большой скоростью через газ, они создают на своём пути ионы. Вдоль всего пути частицы возникает тонкий след из капелек (трек), благодаря чему траектория движения становится видимой. 5

Метод пузырьковой камеры. Для обнаружения треков частиц используется ПЕРЕГРЕТАЯ жидкость. В такой жидкости на ионах, образующихся при движении быстрой заряженной частицы, возникают пузырьки пара, дающие видимый трек. 5. Перегретая жидкость - это жидкость, находящаяся под избыточным давлением, температура которой превышает температуру кипения (парообразования). 12 При движении инородной частицы в этой жидкости её траектория обозначается пузырьками пара, которые регистрируются фотокамерой.


ЭКСПЕРИМЕНТЫ ВОЛНОВОЙ ФИЗИКИ по обнаружению элементарных частиц и их свойств - по волновым проявлениям:

Эксперимент с "двумя щелями". Томас Юнг направил пучок света на непрозрачную ширму с двумя прорезями. Вместо ожидаемых двух полосок света на проекционном экране он увидел несколько полос. Это произошло из-за интерференции (наложения) двух волн света из каждой прорези. Опыт показал, что не только свет, но и любая одиночная элементарная частица и даже некоторые молекулы ведут себя как волна. 13

Эксперимент "квантовой запутанности" и "телепортации". Физик Ален Аспэ направил два одновременно созданных фотона на разнонаправленные датчики определения их спина (поляризации). Оказалось, что измерение спина одного фотона мгновенно влияет на положение спина второго фотона, который становится противоположным. Так была доказана возможность квантовой запутанности элементарных частиц и квантовая телепортация. 1

эксперимент со спутанными фотонами, который провёл Ален Аспе в 1981-1982 годах.. 1

Суть эксперимента: Вместе с партнёрами учёный использовал установку с лазерной оптикой, которая генерировала спутанные фотоны эффективнее и быстрее, чем аппаратура предшественников. Аспе создал два потока фотонов, вылетавших из одного источника, с противоположными спинами. После двулучепреломления эти потоки разделялись на два пучка и регистрировались на двух детекторах. Поляризация фотонов в двух пучках менялась случайным образом, пока фотоны пролетали путь между двумя детекторами, что гарантировало независимость двух поляризаторов друг от друга. 2

Результат: Аспе и его партнёрам, на основе собственной аксиоматики удалось доказать нарушение неравенства Белла. Эксперименты показали, что спутанные частицы не просто реальны, но и ощущают присутствие друг друга на значительных расстояниях (в опытах парижских физиков дистанция между поляризаторами составляла 12 метров). 1

Неравенства Белла - это математические ограничения, которые связаны с корреляцией результатов двух измерений двух разделённых частиц запутанной пары. 4

Эти неравенства были разработаны физиком Джоном Беллом в 1960-х годах. Они обнажают противоречие между квантовой механикой и классической интуицией, изменяя восприятие структуры Вселенной. 5

Цель неравенств Белла - проверка парадокса Эйнштейна-Подольского-Розена (ЭПР). Белл показал, что если существуют локальные скрытые переменные (когда квантовые системы имеют заранее заданные, неизвестные значения), то корреляции между измерениями запутанных частиц будут иметь определённые статистические пределы. Однако если квантовая механика верна, то эти корреляции могут превышать пределы Белла. 5

Неравенства Белла используются в качестве основного аргумента в споре между сторонниками локального реализма и квантовой нелокальности. 13


В 2022 году Ален Аспе и другие учёные, работавшие над исследованиями квантовой запутанности и телепортации, стали лауреатами Нобелевской премии по физике. 1

Квантовая запутанность - это явление в квантовой механике, при котором квантовые состояния двух или большего числа объектов оказываются взаимозависимыми. 4

Суть явления: частицы (например, фотоны или электроны), которые взаимодействуют друг с другом или рождаются вместе, становятся настолько связанными, что изменение состояния одной частицы мгновенно влияет на другую, независимо от того, как далеко они находятся друг от друга. 13

Пример: если одна частица имеет спин "вверх", вторая мгновенно получает спин "вниз", даже если их разделяют световые годы. 2

Главная загадка квантовой запутанности заключается в том, что связь между частицами происходит мгновенно, хотя, согласно теории относительности Эйнштейна, ничто не может двигаться быстрее скорости света. 13

Квантовая запутанность используется в разработке квантовых компьютеров и в квантовой криптографии для обеспечения безопасной передачи данных. 1

квантовая запутанность - одно из неоднозначных явлений в квантовой механике, которому Альберт Эйнштейн дал обозначение "призрачное дальнодействие". 4

Суть явления в том, что две квантовые частицы после взаимодействия и последующего разделения сохраняют некое подобие информационной связи друг с другом. При этом квантовое состояние одного фотона, например, поляризация или спин, может мгновенно передаваться на другой фотон, который при этом становится аналогом первого и наоборот. 5

Квантовая физика описывает процессы и явления, происходящие в микромире, и изучает материю на фундаментальном уровне. Она смогла объяснить многие физические процессы и явления, недоступные для классической физики. 1


Спин - это векторная пространственная квантово-врождённая характеристика частиц, обуславливающая наличие момента импульса частицы, не связанного с перемещением частицы в пространстве. 1

Спин свободной частицы измерить нельзя, так как для измерения требуется внешнее магнитное поле, а оно делает частицу несвободной. 2

При этом для описания спина используют моделирование, с помощью которого можно построить реальную картину поведения частиц в пространстве и экстраполировать её на макроуровень. 1

Спин измеряется в единицах ħ (приведённой постоянной Планка, или постоянной Дирака). 2

спин не является аналогом вихря в классической физике, так как это разные понятия.

Спин - это квантово-механическая характеристика элементарных частиц, которая не имеет классического аналога. Спин - внутренняя, врождённая угловая моментная характеристика частиц, он описывается вектором, который не зависит от макроскопической скорости вращения. 1

Вихрь - это понятие из классической физики, которое описывает вращающееся образование. 23

Однако есть мнение, что можно провести аналогию между спином и вращающимися энергетическими вихрями, обладающими моментом инерции. 3


. Спин - это собственный момент импульса элементарной частицы называется спин (от английского spin - "вращаться"). 14. В классической физике - это ВИХРЬ энергии.

Спин характеризует внутреннее вращательное состояние частицы вне зависимости от внешнего орбитального момента импульса. При этом спин не зависит от внешних перемещений частицы. 1 Спин "измеряется" в единицах ħ (приведённой постоянной Планка, или постоянной Дирака). 12

Спин может принимать полуцелые или целые значения (например, 1/2, 1, 3/2 и т. д.). 4 Для измерения спина используют прибор Штерна-Герлаха, который измеряет магнитный момент частицы. Спин свободной частицы измерить нельзя, так как для этого требуется внешнее магнитное поле, а оно делает частицу несвободной. 13 Спин свободной частицы измерить нельзя, так как для измерения требуется внешнее магнитное поле, а оно делает частицу несвободной. 12

Спин "измеряется! в долях постоянной Планка. 45


вихрь (вихрь скорости) - это вектор, равный удвоенной угловой скорости вращательного движения.

В классической физике вихрь - это вид течения сплошной среды, при котором поток совершает вращение вокруг воображаемой оси, прямой или изогнутой, находящейся внутри вихря или вне тела вихря, в этом случае радиус вращения может быть бесконечно большим, локальный участок дуги может рассматриваться прямой линией. 1 Метафизики аксиоматически приняли, что всякое движение тела - вращательное или совершается в составе других объектов и сред вещественного мира.

Локальные вихри широко распространены в жидкостях, газообразной среде и в плазме. 1 Аксиоматически принято, что все полевые формы энергии составлены "мелкими" разночастотными вихрями - неразличимыми по размерам-масштабам и физико-химическим свойствам-проявлениям, в т.ч. и по инерции. Поэтому учёные-метафизики распространили т.н. "критическое свойство" энергии на все полевые формы энергии - "безынерционные", поэтому недоступные для прямых измерений-наблюдений.

Примеры вихрей в физических инерционных средах:

в атмосфере - циклоны, антициклоны, смерчи; 2

в океане - синоптические вихри, имеющие диаметры до нескольких сотен километров и глубину до нескольких километров; 2

в реках - водовороты и мелкомасштабные вихри, образующиеся при обтекании ям, препятствий и т. п.. 2


Эксперимент квантового эффекта Зенона и остановки времени. Группа учёных под руководством Дэвида Вайнленда наблюдала за скоростью перехода ионов бериллия между атомными уровнями. Выяснилось, что сам факт измерения состояния ионов замедлял их переход между состояниями. 1

Эксперимент квантовой суперпозиции. Аарон О'Коннелл поместил небольшую металлическую пластину в непрозрачную вакуумную камеру, которую охладил почти до абсолютного нуля. Затем он придал импульс пластине, чтобы она вибрировала. Датчик положения показал, что пластина вибрировала и была спокойна одновременно, что точно соответствовало теоретической квантовой физике. 1

Эксперимент квантового парадокса улыбки Чеширского кота. Тобиас Денкмайр и его коллеги разделили поток нейтронов на два пучка и провели серию сложных измерений. Выяснилось, что при определённых обстоятельствах нейтроны могут находиться в одном пучке, а их магнитный момент - в другом пучке. Так был подтверждён квантовый парадокс, когда частицы и их свойства могут находиться по нашему восприятию в разных частях пространства и времени. 1


В классической физике Наблюдатель, он же измерительный прибор - это линейка, термометр, фотоприёмник и другие физико-технические конструкции. 4.


В квантовой физике наблюдатель - это не измерительный прибор, который фиксирует-регистрирует явление, т.е. измеряет параметр энергии буквально. Это сложная физико-техническая, конструктоско-технологическая система, которая воздействует на квантовую систему, и по косвенным параметрам её реакции определяет-рассчитывает, даже не параметры. а вероятную принадлежность квантовых частиц энергии - определённому сорту элементарных частиц. 34


ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ противоречивая ИНФОРМАЦИЯ Нейросети по элементарным частицам.:

квантовая и классическая физики не являются несовместимыми, хотя у них есть некоторые различия. 1

Квантовая физика изучает и объясняет явления, происходящие в области атомов, их ядер и элементарных частиц. Она демонстрирует парадоксальные явления, которые не укладываются в рамки классической физики, описывающей мир макроскопических объектов. 52

Некоторые примеры различий:

Суперпозиция. В квантовой физике частица может находиться в нескольких состояниях одновременно. Это противоречит классическому представлению о частице как о точке с определённым положением и импульсом. 23

Квантовое туннелирование. В квантовой физике частица может проходить через потенциальный барьер, даже если у неё нет достаточной энергии для этого в классическом мире. Это явление нарушает классические законы сохранения энергии. 2

Нелокальность. В квантовой физике два частицы, связанные в квантовом состоянии, могут взаимодействовать независимо от расстояния между ними. Это противоречит классическому представлению о причинности и скорости света как максимальной скорости передачи информации. 2

Учёные метафизики утверждают, что приведённые примеры, как и множество других различий, со всей очевидностью свидетельствуют о "цензурированной лжи" Нейросети. Термины - измерения, открытия и утверждения, что квантовая физика основа создания квантовых компьютеров, лазерных систем и практически во всех современных технологиях и созданиях новой техники - ЛЖИВЫ. Почему?

Нейросеть предлагает следующий ответ:

Широкая пропаганда специальной теории относительности (СТО) Эйнштейна, которая, по некоторым сведениям, началась с ноября 1919 года. 4

Некоторые причины такой кампании:

Желание исключить критику СТО в официальной академической среде. В 1922 году в Германии ввели запрет на критику теории относительности, который действует и поныне. 4

Интерес руководства Третьего рейха к теории относительности, которая, по некоторым оценкам, была близка к мистическим представлениям, а не строгой науке. 4

Популярность Эйнштейна. Учёный был популярен в массовой культуре, его образ "сумасшедшего гения" стал неотъемлемым атрибутом учёного, как книги и приборы. 12

Присуждение Нобелевской премии Эйнштейну, хотя не за работы по СТО и ОТО, а за объяснение закона фотоэффекта. 12

При этом есть мнение, что Эйнштейн сам способствовал пропаганде своей теории: в 1921 году учёный совершил первое турне по США, где занимался пропагандой, в том числе и теории относительности. 4


Учёные на протяжении десятилетий искали способ примирить квантовую и классическую физику. В качестве потенциального источника компромисса предлагают, например, теорию квантового дарвинизма, предложенную польским физиком-теоретиком Войцехом Зуреком в 2003 году. 5

квантовая и классическая физики не являются несовместимыми. 3

Квантовая физика распространяется на микромир, а классическая - на макромир. Для больших объектов классическая физика предлагает более простое описание, в то время как квантовая физика более фундаментальна и точна. 13

При этом между квантовой и классической физикой есть некоторые различия, например:

Суперпозиция. В квантовой механике частица может находиться в нескольких состояниях одновременно, что противоречит классическому представлению о частице как о точке с определённым положением и импульсом. 4

Квантовое туннелирование. Частица может проходить через потенциальный барьер, даже если у неё нет достаточной энергии для этого в классическом мире. Это явление нарушает классические законы сохранения энергии. 4

Нелокальность. Два частицы, связанные в квантовом состоянии, могут взаимодействовать независимо от расстояния между ними, что противоречит классическому представлению о причинности и скорости света как максимальной скорости передачи информации. 4

Нейросеть лукаво соглашается. что квантовая механика не претендует на полное или окончательное объяснение мира. Она не затрагивает некоторые из наиболее глубоких вопросов физики, например, природу пространства и времени, происхождение Вселенной или конечную природу реальности. 5

Одно из основных отличий квантовой механики от классической заключается в том, что в квантовом мире состояния частиц не могут быть описаны точными значениями, а только вероятностями. Это связано с принципом неопределённости Гейзенберга: невозможно одновременно точно знать и положение, и скорость частицы. 34

Некоторые предсказания и следствия квантовой механики остаются предметом дискуссий и исследований. Например, вопрос о том, как согласовать вероятностные и нелокальные аспекты квантовой механики с классической физикой и представлениями о реальности, основанными на здравом смысле. 5

При этом квантовая механика якобы лежит в основе многих современных технологий, аксиоматически "объясняет" множество явлений, которые невозможно понять с помощью классической физики, порождая новые вопросы и научные дисциплины. 3


Нейросеть констатирует, что большинство якобы реальных элементарных частиц не существует. элементарные частицы - это антропные модели носителей полевых форм энергии, созданные учёными в теоретической физике для описания предполагаемых видов взаимодействий и свойств материи. 1

Например, электромагнитное взаимодействие передаётся с помощью фотонов, а ядро атома находится в стабильном состоянии благодаря мезонам - частицам, "удерживающим" протоны. 1 Мезоны "удерживают" протоны и нейтроны в ядре благодаря сильному взаимодействию. 23

Когда протоны или нейтроны оказываются достаточно близко друг к другу, они обмениваются частицами (мезонами), связывая их вместе. После того, как они связаны, требуется значительная энергия, чтобы разорвать их на части. 2. Мезоны удерживают протоны в ядре атома благодаря процессу обмена мезонами. 15

Согласно теории, предложенной Юкавой, нуклоны (протоны и нейтроны) обмениваются мезонами, например пионами, и таким образом притягиваются и удерживаются в ядре. 1

В некоторых моделях протон и нейтрон в ядре представляют в окружении пульсирующего облака мезонов - "платье голого короля - квантовой физики". 3

Имелась в виду книга "Гельголанд. Красивая и странная квантовая физика" автора Карло Ровелли.

Произведение входит в серию "Большая наука" и рассказывает о мире квантовой механики. Автор излагает сложные концепции доступным языком, погружает читателей в философские размышления о природе реальности и взаимодействии наблюдателя с миром. 4

Название книги отсылает к Гельголанду - острову в Северном море, где Вернер Гейзенберг совершил решающий прорыв в создании квантовой механики, положивший начало столетней научной революции. 34

. Карло Ровелли, один из самых известных в мире физиков-теоретиков, . ... Квантовая теория разрушила картину мира, состоящего из частиц, которые движутся по определенным траекториям, и при этом не объяснила, как же мы теперь должны себе его представлять. 34

По мнению Карло Ровелли, квантовая механика и общая теория относительности, которые изменили основные понятия классической физики, несовместимы. 24

Квантовая механика использует старинные понятия о пространстве и времени, которые противоречат теории относительности, а теория относительности применяет старинные понятия материи и энергии, которые противоречат квантовой механике. 34

Ровелли считает, что в физике нет общего пространства, где обе теории могли бы применяться одновременно. В зависимости от масштаба рассматриваемых явлений используют то одну, то другую. 34

Учёный называет проблему несовместимости двух теорий центральной проблемой квантовой гравитации и призывает к её решению. 45


Прочитать книгу можно в Интернете, например, на сайтах "Яндекс Книги" и "Литрес". 34


Сильное взаимодействие (также известное как ядерное взаимодействие) - одно из четырёх фундаментальных взаимодействий в физике. 3

Некоторые особенности сильного взаимодействия:

Действует на небольших расстояниях - сравнимых с размером атомного ядра и меньше. 4

Действует избирательно, ему подвластны только частицы, называемые адронами. К ним, в частности, относят составляющие атомных ядер протоны и нейтроны. 1

Отвечает за связь между кварками в адронах и за притяжение между нуклонами (протоны и нейтроны) в ядрах. 3

Отвечает за все ядерные реакции. Энергия сильного взаимодействия превращается в электроэнергию на атомных электростанциях. 1

Сильное взаимодействие было открыто в 1911 году Э. Резерфордом практически одновременно с открытием ядра атома. 5


Элементарные частицы принимают участие во всех фундаментальных видах взаимодействия - сильном, гравитационном, слабом, электромагнитном. 3

Некоторые элементарные частицы, например электрон, нейтрино, кварки, считаются бесструктурными и рассматриваются как первичные фундаментальные частицы. 3

При этом элементарные частицы во многих, можно сказать в большинстве случаев - не являются реально существующими объектами. Это антропные модели полевых форм энергии, созданные учёными для аксиоматического описания предполагаемых разных видов взаимодействий и свойств материи-энергии. 2

Например, электромагнитное взаимодействие передаётся с помощью фотонов, а ядро атома находится в стабильном состоянии благодаря мезонам - частицам, удерживающим протоны и нейтроны. 2


ПРИМЕЧАНИЕ метафизики. Большинство терминов и понятий квантовой физики взаимно противоречивы, несовместимы с базовыми положениями макромасштабной классической физики и наводит учёных-метафизиков на предположение, что квантовая физика и классическая физика изучают совершенно разные состояния энергии. Метафизики нашли множество оснований для предположения, что кантовая физика изучает т.н. КРИТИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ энергии - промежуточное, переходное, обратимое состояние - между инерционной материей-энергией вещественного мира и безынерционными (в антропном восприятии) поэтому чрезвычайно высокочастотными полевыми формами энергии -видами энергии - составляющими полевое Пространство Вселенной, такими как - теплота, свет, электромагнетизм, гравитация и другие...

Более того, "промежуточные" "критические состояния" составляют переходные участки не только между перечисленными видами энергии, которые классическая физика изучает в течение сотен лет. При определённых числовых значениях физико-химических параметров, а также пропорциях таких параметров как ДАВЛЕНИЕ И ТЕМПЕРАТУРА. атомно-молекулярных веществ - разнородные вещества любой физической природы - входят в т.н. "критическое состояние" энергии. Здесь надо отметить, что у каждого вида, которые изучает классическая физика - есть свои аналоги давлений и температуры. Все это подвело метафизиков к предположению, что у всех разночастотных полевых форм энергии также есть свои индивидуально различные критические состояния. Метафизики предполагают, что и все полевые формы энергии пребывают в критическом состоянии, тих параметры неразличимы. Предполагают, что первопричиной неразличимости является антропная инерционность исследователей и их измерительных приборов.

Здесь метафизики делают следующее важное предположение:

- Собственные частоты носителей задают им известные физико-химические свойства. Частотно-масштабные диапазоны видов энергии определяют им принадлежность соответствующему виду энергии. И во всех частотах есть локальные участки критических состояний. Например, в каждой разночастотной волне энергии любой физической природы есть такие "критические участки". В классической волне, которую на графиках отображают тригонометрическим функциями - синусоидами и косинусоидами - это области точек пересечения синусоидой координатной оси Декарта. Эти точки области есть во всех периодах волн, каждый из которых составлен разночастотными, поэтому разнородными, чрезвычайно несимметричными "полупериодами". Дальше начинается переход в другую физику, которую квантовая физика, она же физика критического состояния энергии соединяет с классической физикой. Но и квантовая физика становится совершенно другой. По терминам-понятиям и методологиям она сближается с классической физикой. При этом многие положения квантовой физики упраздняются. В некоторых случаях новая физика применяется в метафизике довольно широко, но в иных тракт


Сжатую информацию об элементарных частицах от "Нейро-Яндекс" собрал и разместил в Интернет-журнале М.Е. Мошкова "Самиздат" - Ю.И. Гребенченко - для ориентировки читателей в терминологическом и рекламном хаосе вокруг квантовых компьютеров, искусственного интеллекта и термоядерных реакторов - в теоретической физике, квантовой физике и квантовой механике. Волгоград, 03.05.2025, 14:25.