#fizyka

15
531

Zaloguj się aby komentować

10 największych problemów i paradoksów fizyki


https://www.youtube.com/watch?v=MVu_hRX8A5w


Sabina, #niemraodfizy, opublikowała swój autorski wybór problemów i paradoksów fizyki, które uważa za najbardziej fascynujące. Wybór arbitralny i dyskusyjny, ale na sobotę jak znalazł.


Podsumowanie po polsku (AI):


10. Mózgi Boltzmanna

Według obecnych teorii kosmologicznych, za około 10^100 lat materia we wszechświecie będzie bardzo rozrzedzona i skupi się jedynie przypadkowo, podobnie jak atomy poruszające się w gazie. Teorie te przewidują również, że wszechświat będzie trwał wiecznie, a wieczność to naprawdę długi czas. W tym okresie może się zdarzyć, że kilka atomów przypadkowo połączy się w cząsteczkę. Jest to mało prawdopodobne, ale jeśli poczekamy wystarczająco długo, na pewno się to stanie. Czekając jeszcze dłużej, przypadkowo powstanie komórka, a po jeszcze dłuższym czasie - cały mózg. W rzeczywistości, dokładnie taki sam mózg jak nasz pojawi się gdzieś na końcu wszechświata, i to nie tylko raz, ale nieskończenie wiele razy przez przypadek. Znaczenie tego zjawiska pozostaje zagadką.


9. Dlaczego liczby rzeczywiste?

Zgodnie z najlepszymi współczesnymi teoriami fizyków, natura w swojej istocie opiera się całkowicie na mechanice kwantowej. Mechanika kwantowa bazuje na liczbach zespolonych, które zawierają część rzeczywistą i urojoną, wymagając użycia pierwiastka z minus jeden. Jednak z jakiegoś powodu wszystko, co możemy zaobserwować, zawsze wyrażane jest w liczbach rzeczywistych. To wydaje się niezwykle dziwne. Dlaczego obserwowalny świat opiera się tylko na liczbach rzeczywistych? To tak, jakby fizyka kwantowa ukrywała przed nami jakąś część fizyki. Czy istnieje głębszy powód takiego stanu rzeczy, czy może oznacza to, że istnieje część rzeczywistości, której jeszcze nie nauczyliśmy się obserwować?


8. Paradoks utraty informacji w czarnych dziurach

W fizyce kwantowej informacja nie może zostać zniszczona. Jednak czarne dziury wydają się ją niszczyć. Jeśli coś wpada do czarnej dziury, znika na zawsze. Jedyną rzeczą, która wydostaje się z czarnej dziury, jest promieniowanie Hawkinga, które jest całkowicie przypadkowe i nie zawiera żadnej informacji poza swoją temperaturą. Co się więc dzieje? Albo fizyka kwantowa jest błędna, albo nasze rozumienie czarnych dziur jest nieprawidłowe.


7. Grawitacja kwantowa

Jedną z najsłynniejszych konsekwencji fizyki kwantowej jest to, że cząstki mogą znajdować się w dwóch miejscach jednocześnie. Ale co dzieje się z ich polem grawitacyjnym? Można by sądzić, że jeśli cząstka jest w dwóch miejscach, to jej pole grawitacyjne powinno zachowywać się podobnie. Jednak w teorii Einsteina nie może to nastąpić - teoria ta po prostu na to nie pozwala. Zatem albo grawitacja nie ma właściwości kwantowych, albo pole grawitacyjne cząstek znajdujących się w dwóch miejscach nie porusza się razem z cząstkami. Które z tych założeń jest prawdziwe?


6. Paradoks Fermiego

Gdzie są wszyscy kosmici? Dlaczego o nich nie słyszeliśmy? Jednym z najbardziej zdumiewających odkryć ostatnich dekad w fizyce było to, że systemy planetarne są znacznie bardziej powszechne, niż ktokolwiek sądził. Jednocześnie biochemicy odkryli również wiele sposobów łączenia cząsteczek w cykle autokatylityczne - zasadniczo samowystarczalne cykle, które mogą skutkować systemami zdolnymi do reprodukcji. To w zasadzie elementy składowe życia. Dlaczego więc nie słyszeliśmy o kosmitach? Czy jesteśmy zbyt niezauważalni, ponieważ wszechświat jest pełen życia? Czy oni się ukrywają i nas obserwują, czy może czekają, aż rozwiniemy odpowiednią technologię i nawiążemy z nimi kontakt jako pierwsi?


5. Złożoność i emergencja

Problem ten jest ściśle związany z poprzednim. Wydaje się, że złożoność wszechświata rośnie - powstają nowe struktury, struktury reprodukujące się, życie, a nawet reakcje na filmiki na YouTube. Ale czym dokładnie jest złożoność i dlaczego prawa natury ją powodują? Złożoność jest ściśle związana z emergencją - pojawianiem się nowych cech i funkcji. Jednak w obu przypadkach nie mamy dobrej formalnej definicji ani pojęcia, dlaczego wszechświat miałby być taki, jaki jest. Autorka wierzy, że rozwiązanie tego problemu fizycznego jest warunkiem koniecznym do zrozumienia świadomości.


4. Paradoks dziadka

Teorie Einsteina dotyczące przestrzeni i czasu dopuszczają podróże w czasie, na przykład przez tunele czasoprzestrzenne prowadzące wstecz w czasie. Jest to przynajmniej matematycznie możliwe. Ale gdyby takie podróże w czasie były fizycznie możliwe, otworzyłyby drzwi do paradoksów, takich jak słynny paradoks dziadka. Co by się stało, gdybyś wrócił w czasie i przypadkowo zabił swojego dziadka, przez co nigdy się nie urodzisz i nie możesz wrócić w czasie? Co dokładnie temu zapobiega? Dlaczego podróże w czasie nie są możliwe, czy może jednak są, a my po prostu nie odkryliśmy jeszcze, jak to działa?


3. Strzałka czasu

Fundamentalne prawa natury odkryte dotąd przez fizyków działają tak samo w przód w czasie, jak i wstecz. Jednak w naszym codziennym życiu przód i tył w czasie można wyraźnie rozróżnić. Fizycy zwykle tłumaczą to tym, że z jakiegoś powodu nasz wszechświat zaczął w stanie bardzo niskiej entropii i od tego czasu entropia po prostu rośnie. Jednak Hossenfelder uważa, że to wyjaśnienie nie działa, ponieważ sama entropia nie jest jasno zdefiniowana - zawsze zależy od arbitralnych wyborów. Fundamentalnie entropia wszechświata wynosiła zero na początku i nadal wynosi zero dzisiaj. Oznacza to, że wzrost entropii to tylko inna nazwa, którą nadaliśmy tej samej obserwacji - mianowicie temu, że czas ma kierunek.


2. Kot Schrödingera

Myślowy eksperyment Erwina Schrödingera o martwym i żywym kocie ilustruje absurdalną konsekwencję fizyki kwantowej - jej efekty nie pozostają ograniczone do skal mikroskopowych, ale nieuchronnie przelewają się na zakres makroskopowy, który możemy obserwować na co dzień. W eksperymencie Schrödingera atom jednocześnie rozpada się i nie rozpada, jednocześnie uwalnia truciznę i nie uwalnia, jednocześnie zabija kota i nie zabija. Nie obserwujemy tego w rzeczywistości. Ale dlaczego nie? Wyraźnie zachowanie kwantowe w pewnym momencie znika. Ale co sprawia, że znika? Czy to rozmiar obiektu, jego masa, czy jak sugeruje Penrose - grawitacyjna energia własna, czy może coś zupełnie innego?


1. Paradoks transportera

To pytanie o to, czy Kirk (ze Star Treka) umiera, gdy przechodzi przez transporter. Hossenfelder uważa, że to naprawdę jest pytanie fizyczne. Zgodnie z fizyką, gdybyś znał pozycje wszystkich atomów w ciele Kirka i ich ruch, mógłbyś zeskanować te informacje, rozmontować Kirka na atomy, przesłać je gdzie indziej i z powrotem je złożyć - przynajmniej w teorii. A ponieważ wszystkie atomy są takie same, po co wysyłać atomy? Można wysłać tylko informację i złożyć Kirka z innych atomów. Ale czy to wtedy ten sam Kirk, czy zabiłeś Kirka i teraz masz kopię? Fizyka kwantowa mówi, że nie można zrobić dokładnej kopii żadnego stanu bez zniszczenia oryginału. Ale to tak naprawdę nie odpowiada na pytanie o to, co dzieje się z Kirkiem wewnętrznie - jakie są jego doświadczenia? Czy umiera, czy nie? Autorka myśli nad tym od 30 lat.


#ciekawostki #fizyka #nauka

Problem 10 i 1 to są dosłownie memy. Szczególnie musk Bolcmana, no prośba. Każdy inteligentny człowiek wie, że z komórek zrobi się c⁎⁎j. Kosmiczny. Wiec na jakiekolwiek mózgi braknie po prostu materii, szkoda.


Skąd to wiem? Nie siedzę w arbitralnych modelach, siedzę w rzeczywistości. I jak ktoś próbuje np przelać sztukę na jakiś losowy kawałek muru to widzę, co się tam zwykle pojawia. To nie są mózgi.

Co do tych modeli...


8. Paradoks utraty informacji w czarnych dziurach

W fizyce kwantowej informacja nie może zostać zniszczona. Jednak czarne dziury wydają się ją niszczyć. Jeśli coś wpada do czarnej dziury, znika na zawsze. Jedyną rzeczą, która wydostaje się z czarnej dziury, jest promieniowanie Hawkinga, które jest całkowicie przypadkowe i nie zawiera żadnej informacji poza swoją temperaturą. Co się więc dzieje? Albo fizyka kwantowa jest błędna, albo nasze rozumienie czarnych dziur jest nieprawidłowe.


Co to za założenie? Wzięli je z teorii kwantowej, która aktualnie się nie klei z resztą?

Skąd mogą wiedzieć, że zniszczyło to ten koncept zwany informacją, jak nie mogą w żaden sposób zaglądnąć do środka?

Tak samo, skąd mogą wiedzieć, że te "wyparowywanie" na poziomie cząstek wirtualnych jest przypadkowe? Wymyślili sobie arbitralne założenia i robią problemy. To, że z naszej perspektywy ciąg przyczynowo-skutkowy jest w pewnym momencie nie do zaobserwowania wg obecnej wiedzy, nawet bardzo bardzo teoretycznie, bo poleci za horyzont zdarzeń, to nie znaczy, że przestaje istnieć, wtf.

Zaloguj się aby komentować

Typ chyba za dużo wyziewów z katalizatorów się nawdychał.


Stop making stupid people famous, choć jakimowicz to nawet glupi nie jest - to zwykły idiota.

Zaloguj się aby komentować

Zaloguj się aby komentować

Podwójna szczelina atakuje ponownie


Artykuł popularny: https://thedebrief.org/einstein-was-wrong-idealized-double-slit-experiment-ends-nearly-100-year-old-debate/

Artykuł z MIT: https://news.mit.edu/2025/famous-double-slit-experiment-holds-when-stripped-to-quantum-essentials-0728


W związku z dyskusją z @Rimfire, postanowiłem osłodzić mu życie i pokazać, że Einstein również czasem się mylił. A akurat pojawił się artykuł o eksperymencie z podwójną szczeliną w wersji bardzo "ukwantowionej", który przyznaje rację Bohrowi.


Debata pomiędzy Einsteinem a Bohrem dotyczyła fundamentalnych pytań o naturę rzeczywistości w mechanice kwantowej. Einstein twierdził, że własności fizyczne istnieją obiektywnie, niezależnie od pomiaru, a mechanika kwantowa jest jedynie niezupełnym, przybliżonym opisem rzeczywistości. Bohr natomiast utrzymywał, że nie możemy mówić o jednoznacznych wartościach cech cząstek bez dokonania pomiaru; cechy te „aktualizują się” dopiero w momencie oddziaływania aparatury z obiektem.


Wspomniany eksperyment MIT potwierdził przewidywania mechaniki kwantowej dotyczące interferencji światła i splątania atomów, ale nie rozstrzygnął filozoficznych sporów między Einsteinem a Bohrem. Wyniki eksperymentu wykazują, że obserwowane zjawiska są zgodne z przewidywaniami standardowej, kopenhaskiej interpretacji mechaniki kwantowej, zwłaszcza z tzw. zasadą komplementarności Bohra.


Pomimo rosnącej precyzji eksperymentów, podstawowe pytania filozoficzne, jakie stawiał Einstein — np. o istnienie tzw. „ukrytych zmiennych” czy o możliwość lokalnego, determistycznego opisu rzeczywistości — pozostały otwarte. Przełomem była tzw. nierówność Bella (1964), która pozwoliła testować te kwestie eksperymentalnie; kolejne eksperymenty wykazały jednak przewagę mechaniki kwantowej, podważając wyjaśnienia oparte wyłącznie na klasycznych „ukrytych zmiennych”. Nie mogą ich jednak całkowicie wykluczyć.


#fizyka #nauka #ciekawostki

Facet się mylił i to wcale nie rzadko. Poza tym mało co i nie jemu przyznano by ordery za niektóre teorie.


Konsekwencją istnienia niektórych jego teorii np. OTW było istnienie czarnych dziur, którym sam później zaprzeczył.

Czasem mam wrażenie że facet miał mózgownicę która cholernie trafnie kreowała sobie świat takim jakim jest. Ale nie dlatego że to najpotężniejszy umysł, może jedynie dlatego że akurat wpadł przypadkiem w ten jeden konkretny właściwy nurt.

Chociaż w żaden sposób nie odbiera mu to tego co opisał i stworzył.


Marcel Grossmann – cichy współautor ogólnej teorii względności

Kim był?

Marcel Grossmann był szwajcarskim matematykiem, kolegą Einsteina z Politechniki w Zurychu (ETH Zürich). Specjalizował się w geometrii różniczkowej, której Einstein potrzebował, tworząc ogólną teorię względności.

Rola w teorii względności:

Einstein miał ideę fizyczną dotyczącą zakrzywienia czasoprzestrzeni przez masę i energię, ale nie znał odpowiednich narzędzi matematycznych do jej sformułowania. Grossmann pomógł mu odnaleźć geometrię Riemanna jako właściwe formalne narzędzie.

Wspólna praca:

W 1913 roku opublikowali razem tzw. "Zur allgemeinen Relativitätstheorie" (tzw. "Entwurf theory"), która była jeszcze niepełna. Grossmann był odpowiedzialny za dużą część matematyczną.


David Hilbert – czy wyprzedził Einsteina?

Kim był?

David Hilbert był jednym z największych matematyków XX wieku. Był główną postacią na uniwersytecie w Getyndze (Göttingen).

Kontrowersja:

W 1915 roku, w czasie gdy Einstein dopracowywał równania pola grawitacyjnego w ogólnej teorii względności, Hilbert niezależnie doszedł do tych samych równań – prawdopodobnie nawet nieco wcześniej niż Einstein.

Hilbert przesłał Einsteinowi swój artykuł jeszcze przed 25 listopada 1915, kiedy Einstein ogłosił ostateczną wersję równań.

Równania Hilberta zawierały te same równania pola co Einsteina, choć w bardziej abstrakcyjnej, matematycznej formie.

Czy Hilbert mógł być uznany za autora?

Były spekulacje, że Hilbert mógł opublikować ogólną teorię względności przed Einsteinem, ale:

Rękopis Hilberta, który początkowo zawierał równania ogólnej teorii względności, był opublikowany później i nie był aż tak przejrzysty fizycznie.

Z czasem środowisko naukowe uznało, że Einstein był pierwszy, jeśli chodzi o fizyczne ujęcie teorii i jej przewidywania.


Mileva Marić – niedoceniona żona Einsteina?

Kim była?

Mileva Marić była pierwszą żoną Einsteina, także studentką ETH Zürich. Była bardzo uzdolniona matematycznie.

Hipotezy:

Niektórzy badacze i publicyści sugerują, że mogła odegrać istotną rolę w pracach Einsteina z okresu "Annus Mirabilis" (1905), kiedy opublikował m.in. szczególną teorię względności.

Brakuje jednak jednoznacznych dowodów na jej autorstwo lub współautorstwo.

Wiemy, że Einstein pisał w listach do niej np. „nasza teoria”, ale może to mieć także charakter emocjonalny.

Stan nauki:

Nie ma konsensusu wśród historyków nauki, że Marić była współautorką. Większość przypisuje jej raczej rolę inspirującą i wspierającą, niekoniecznie merytoryczną.

@Marchew Każdy się myli, nic nowego. Żył też w sprzyjających czasach i obracał się wśród odpowiednich ludzi. Ale miał własne idee i to całkiem trafne. To, że wielu przyczyniło się w jego pracy nie jest niczym dziwnym - nie ma kreacji ex nihilo w przypadku wnioskowania o rzeczywistości.

@Pstronk Wiele razy się mylił. Co do samej stałej kosmologicznej nie, a co do przyjętego założenia. Tym założeniem było przyjęcie, że Wszechświat jest statyczny. Nie jest. Stała kosmologiczna jednak dalej jest potrzebna, by opisywać obraz świata po korekcie (Hubble i inni). Λ więc ma się dobrze, z tym że teraz mamy dla niej jakąś interpretację (nie wiadomo, czy poprawną).

Te rozważania nie mają sensu praktycznego. Jeśli, aby w mechanice kwantowej coś nabrało dla nas wartości, musimy to zmierzyć, albo dany obiekt musi wejść z czymś w interakcję. Jeśli nie będzie interakcji/pomiaru to nie ma znaczenia jaka jest natura rzeczywistości bo i tak na nas nie wpływa. A to, że mechanika kwantowa jest tylko modelem rzeczywistości wynika z natury nauki, to chyba oczywiste i tutaj akurat Einstein w mojej ocenie ma rację - rzeczywistość jest obiektywna tylko nie jesteśmy w stanie odpowiednio dobrze jej wymodelować.

@elmorel Nie wiemy co ma sens praktyczny - nauka to szereg małych kroków, czasem służących jedynie eliminacji określonych ścieżek. Rzeczywistość dalej może być obiektywna. Einstein w tym przypadku nie mylił się sensu stricte, ten eksperyment nie wyklucza bowiem determinizmu. Określa jedynie, że to interpretacja kopenhaska jest tą właściwą.

@ataxbras Sens praktyczny ma to... co ma sens praktyczny w danym momencie. Jeśli coś istnieje poza nami, a dopiero integracja wpływa na to jak ten obiekt odbieramy to nie ma znaczenia czym był wcześniej. Trudno mi sobie wyobrazić niedeterministyczną rzeczywistość, coś musi wynikać z czegoś, a jeśli coś dzieje się w niewytłumaczalny sposób, to mamy błędny model opisu zjawiska. Probabilistyka mechaniki kwantowej to w mojej opinii po prostu wygodne wyjaśnienie tego, że nasz model rzeczywistości jest zbyt uproszczony i w tym sensie twierdzę, że Einstein miał rację.

A tak na marginesie, nie jestem profesjonalistą, a jedynie weekendowym pasjonatem fizyki, także mogę pitolić kocopoły

Zaloguj się aby komentować

Magia łańcuchów Markowa


https://www.youtube.com/watch?v=KZeIEiBrT_w


Co mają ze sobą wspólnego Andrej Markow, Stanisław Ulam, Google i wielkie modele językowe? Łańcuchy Markowa. Generalnie, nasz Wszechświat opiera się w dużym stopniu właśnie na nich. A na najbardziej podstawowym poziomie, poniżej kwantowego, być może wyłącznie na nich. Kto wie?

W każdym razie warto wiedzieć czym są.


#nauka #veritasium #fizyka #ciekawostki #technologia

Zaloguj się aby komentować

Zaloguj się aby komentować

Widzieliście kiedyś piorun, który zamiast uderzać w ziemię... strzela prosto W GÓRĘ? Brzmi jak scena z filmu science fiction, ale to prawdziwe zjawisko, które ostatnio (chyba) można było zaobserwować nad wulkanem Agua w Gwatemali!


Wiele osób zastanawia się, o co w tym chodzi. Czy to możliwe?


Tak! I nauka ma na to świetne wyjaśnienie!


"Brudna Burza" nad Wulkanem: Kiedy wulkan wybucha, wyrzuca z siebie tony popiołu i pyłu. Te cząsteczki ocierają się o siebie w atmosferze, tworząc gigantyczne ładunki elektryczne. Powstaje coś na kształt chmury burzowej, tylko że zamiast z kropel wody, jest zrobiona z popiołu.


Wulkan jako Piorunochron: Wysoki, spiczasty szczyt wulkanu działa jak gigantyczna antena lub piorunochron. W pewnym momencie pole elektryczne między górą a naładowaną chmurą pyłu staje się tak silne, że wyładowanie startuje... od dołu!


Piorun Wstępujący: To, co widzimy, to tzw. piorun oddolny (wstępujący). Inicjowany na szczycie wulkanu, pnie się w górę w kierunku chmury, tworząc ten niesamowity spektakl.

To nie iluzja optyczna ani magia, a czysta fizyka! Natura po raz kolejny pokazuje, jak potrafi być zaskakująca i spektakularna.


#ciekawostki #nauka #natura #fizyka

Zaloguj się aby komentować

@myoniwy Och, badania nad tym trwają od lat sześćdziesiątych. Modyfikować można zarówno komponentem magnetycznym, jak i elektrycznym. Ale wymaga to mocy obliczeniowych, z jednej strony by móc reagować w czasie bliskim rzeczywistego, a z drugiej by móc symulować dynamicznie konieczne zmiany natężeń pól. Stąd precyzyjne sterowanie tym zjawiskiem stało się możliwe dopiero niedawno (to moja działka w pewnym stopniu - zajmowałem się tym od strony właśnie symulacji).

Zaloguj się aby komentować

Trzy nierozwiązane problemy fizyki


https://xkcd.com/3115/


1. Natura czasu w kwantowej teorii grawitacji

Pierwsza kwestia dotyczy jednego z najdonioślejszych pytań we współczesnej fizyce – czym właściwie jest czas, gdy próbujemy połączyć ogólną teorię względności (opisującą grawitację) z mechaniką kwantową. A właściwie, czym rzeczywiście jest czas w jakimkolwiek ujęciu. Czy czas jest po prostu oddzielnym parametrem tła, według którego wszystko się dzieje? A może czas jest czymś dynamicznym, zmieniającym się razem z przestrzenią i materią? Istnieją też postulaty, wedle których czas w ogóle nie istnieje fundamentalnie – jest zjawiskiem powstającym z innych, głębszych procesów zachodzących we wszechświecie.


2. Eksperyment SAGE z neutrino i galem

Problem jest z pozoru prosty - dlaczego eksperyment SAGE (polegający na wychwytywaniu neutrin przez gal) daje wyniki inne, niż przewidywane – otrzymuje się tylko 75% oczekiwanej ilości germanu. Ten problem nie dotyczy filozofii fizyki, lecz konkretnego, mierzalnego zjawiska: eksperymentatorzy bardzo dokładnie wiedzą, czego się spodziewają, ale wyniki nie zgadzają się z teorią. Powód deficytu nie jest znany, a kolejne eksperymenty wykluczyły jedynie proponowane wyjaśnienia.


3. Dlaczego metal rośnie włosy?

Ten problem jest z pozoru równie banalny, jak poprzedni. Lepiej, jest makroskopowy i obserwowany globalnie, nie tylko przez fizyków w super wypasionych laboratoriach, ale przez elektryków i elektroników (może @myoniwy ma jakieś doświadczenia z gąszczem włosków :D). Niektóre metale, jak cyna, cynk, antymon, itp. potrafią spontanicznie "zapuścić włosy/wąsy"? Chodzi tu o zjawisko powstawania drobnych, cienkich włosków (whiskers) wyrastających z powierzchni metali. Problem jest bardzo praktyczny – takie włoski mogą powodować zwarcia w urządzeniach elektrycznych (i je powodują), a na ten moment nie ma dobrego wyjaśnienia, dlaczego tak się dzieje.


#okazjonalnexkcd #fizyka #nauka #ciekawostki

@ataxbras co do włosków na metalu:

podobno dobrze chroni przed nimi dodatek ołowiu do cyny którą sie to lutuje, ale z uwagi na szkodliwość dla pracowników fabryk z tego zrezygnowano. Kiedy nowa elektronika zaczęła mieć problemy przez włoski wrócono do skromnej domieszki ołowiu (bodajże 2%)

@redve Niestety mamy RoHS. Więc elektronika konsumencka w EU musi być lead-free. W zastosowaniach szczególnych (wojsko, telekomunikacja) dozwolone jest używanie domieszki ołowiu. Ale cała reszta musi być RoHS-compliant.

Więc nie wrócono, w każdym razie nic o tym nie wiem.

Ja zawsze używam cyny z ołowiem, żeby uniknąć problemów (jest ich więcej, bo to nie tylko włoski, ale i częstrze zimne luty). No ale ja to robię dla siebie.

Zaloguj się aby komentować

10 mitów fizycznych od Sabiny


https://www.youtube.com/watch?v=AVzRInnp5y0


Dziś niedzielnie, czyli nawet poniżej 30% .


Sabina wyjaśnia 10 popularnych mitów fizycznych, które nie są faktami wbrew temu co często można przeczytać, czy obejrzeć.

No dobra, upraszcza w paru sprawach za bardzo - ale w gruncie rzeczy ma rację, bo te chwytliwe hasełka w mitach zaciemniają rzeczywisty obraz tym, którzy mogliby chcieć się czegoś dowiedzieć.


#fizyka #ciekawostki #niemraodfizy #nauka

Zaloguj się aby komentować

Zaloguj się aby komentować

Nowa bateria, ale nie taka, jak myślicie


https://www.eurekalert.org/news-releases/1089919

Oto przed Wami bateryjka do splątania kwantowego, która umożliwia wykorzystanie w mechanice kwantowej cyklu podobnego do cyklu Carnota - https://en.wikipedia.org/wiki/Carnot_cycle. Każdy kto grzebał przy Passacie starego kojarzy (a przynajmniej powinien kojarzyć) pętlę histerezy tego cyklu.


Międzynarodowy zespół naukowców (z wiodącą rolą Wydziału Matematyki Uniwersytetu Warszawskiego) odkrył zasadę rządzącą fizyką kwantową, analogiczną do drugiej zasady termodynamiki, która rządzi manipulacją splątaniem kwantowym. Wyniki badań, opublikowane w czasopiśmie Physical Review Letters, pokazują, że splątanie – kluczowa cecha mechaniki kwantowej umożliwiająca m.in. teleportację kwantową i kryptografię – może być manipulowane w sposób odwracalny, podobnie jak energia w klasycznej termodynamice. Dotychczas uważano, że przy standardowych operacjach lokalnych i komunikacji klasycznej (LOCC) takie przekształcenia są nieodwracalne.


Przełom nastąpił dzięki wprowadzeniu pojęcia „baterii splątania”, czyli współdzielonego układu kwantowego, który może magazynować i dostarczać splątanie podczas transformacji stanów. Dzięki temu naukowcy udowodnili, że każda transformacja splątania stanów mieszanych może być przeprowadzona w pełni odwracalnie, co rozwiązuje wieloletni spór w teorii informacji kwantowej. Odkrycie to otwiera nowe możliwości efektywnego zarządzania zasobami kwantowymi i może mieć znaczenie dla rozwoju zaawansowanych sieci kwantowych oraz przyszłych technologii kwantowych.


I to jest duże "coś", bo odwracalność pozwoli na jeszcze ciekawsze triki w obliczeniach kwantowych.


#fizyka #fizykakwantowa #ciekawostki #nauka

@bucz Spróbuję. Ale to będzie daleko posunięte uproszczenie.

W praktycznych zastosowaniach, stany kwantowe występują w formie stanów mieszanych; to znaczy, że zawsze jest jakiś komponent, którego nie znamy, choćby lokalne różnice temperatur (to najczęstsza przyczyna). W praktyce nie ma stanów czystych (które są z pewnością odwracalne). Transformacje w układach kwantowych są unitarne, to znaczy moża je liczyć w każdą stronę i są odwracalne. Taka ich właściwość. Dla stanów czystych. Niestety w rzeczywistości mamy do czynienia ze stanami mieszanymi i "domieszka" powoduje ich nieodwracalność, bo jej nie znamy. Tym samym tracimy stan kwantowy. Pomysł z baterią polega na ładowaniu "domieszek" i rozładowywaniu przy odwracaniu. Moją (marną) analogią jest cache w pamięci komputera.

Pozwoli to rozwiązać problemy w komunikacji kwantowej i obliczeniach kwantowych - będą one pewniejsze i łatwiejsze do opanowania.

Nigdy nie byłem dobry w tłumaczeniach, ale przynajmniej spróbowałem

Zaloguj się aby komentować

Kartezjusz kontra spinory


Kartezjusza zna pewnie każdy i każdy czytał jego Discours de la méthode. W każdym razie tak by było w idealnym świecie materialistów. Na szczęście, prace tego bluźniercy były na indeksie ksiąg zakazanych aż do 1966 roku, dzięki czemu wiele duszyczek nie poznało jego ohydnych poglądów i osiągnięć. Zupełnie nie mogę zrozumieć, dlaczego w Polsce używa się kartezjańskiego (sic!) układu współrzędnych. Myślę, że powinien zostać zakazany (tu emotka szczerzenia zębów, bo emotki spadły z rowerka).


Jego obrzydliwe pomysły niestety przetrwały, zatruwając umysły biednych matematyków (i nie tylko nich). Do tego stopnia, że opublikowali niedawno rozwiązanie trzystuosiemdziesięcioletniego problemu przez tegoż heretyka sformułowanego. Problem dotyczy wzajemnego stosunku promieni stykających się ze sobą okręgów na płaszczyźnie. Do tego roku nie było znane rozwiązanie generalizujące dla dowolnej liczby okręgów. A teraz już jest znane, dzięki autorom przywołanej pracy i spinorom.


Czymże są spinory? Że to czarci pomiot, to chyba oczywiste, tym bardziej, że wywodzi się z opisu zjawisk kwantowych (tak, spin). Spinory to takie coś podobnego do wektorów, z tym że w przestrzeni zespolonej i zachowujące się odmiennie niż ich normalni bracia, bo po obrocie układu współrzędnych o 360 stopni zmieniają znak. I dopiero przy obrocie o 720 stopni wracają do pierwotnego stanu (wektor obrócony o 360 stopni jest tym samym wektorem). Najłatwiej wyobrazić je sobie rozmieszczone na wstędze Möbiusa prostopadle do niej. O, tak jak na tym obrazku z wiki: https://en.wikipedia.org/wiki/Spinor#/media/File:Spinor_on_the_circle.png .


Artykuł popularny - https://interestingengineering.com/innovation/mathematicians-solve-380-year-old-puzzle

Praca źródłowa


#matematyka #fizyka #ciekawostki #nauka

Zaloguj się aby komentować

Teraz to, co tygrysy lubią najbardziej, teoria strun i Wielki Zderzacz Hadronów.


Artykuł popularny (dam w komentarzu jego automatyczne streszczenie po polsku, jak tylko je sprawdzę) - https://thedebrief.org/could-the-large-hadron-collider-disprove-string-theory-scientists-say-yes-with-the-right-discovery/

Oryginalna praca - https://journals.aps.org/prresearch/pdf/10.1103/PhysRevResearch.7.023184


Zagadnieniem postawionym przez te artykuły jest, czy można obalić teorię strun (a właściwie każdą teorię z tej działki) jakąś obserwacją, którą można wykonać w zderzaczu. Odpowiedź brzmi - można. Dziękuję, to wszystko .


A na poważnie, można bo zaproponowana metoda daje dosyć wygodne narzędzie falsyfikacyjne. Teorie strun (bo jest ich kilka) wykluczają pewne klasy cząstek ze względu na strukturę samych teorii i mechanizmy tworzenia cząstek. W tych teoriach, cząstki są wibracjami wielowymiarowych strun wokół wymiarów zwiniętych. Niezależnie od konkretnej teorii, nie dopuszczają one np. pentapletu z neutralnym fermionem Majorany. Model standardowy też go nie zawiera, ale są konkretne propozycje i opisy - https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.96.095017 lub https://arxiv.org/pdf/1106.1069 .

Wielki zderzacz hadronów ma wystarczającą moc, by wyprodukować pentaplety i nonoplety (400GeV-kilka Tev), więc ta droga falsyfikacji jest jak najbardziej sensowna. Wykrycie takich pentapletów położy wszystkie teorie strun.


#fizyka #technologia #lhc #ciekawostki

@ataxbras Kurde, przypomniałeś mi jak ja k⁎⁎wa głupi byłem i czytałem na stronę LHC propozycje pracy dla programistów C# i k⁎⁎wa w głowie sobie powiedziałem, że "no nie ja jestem miekiszon nie dam rady, kim ja jestem ehh". To była dla mnie pracą marzeń.


Jeszcze fajne są hipotezy o "dziwadełku".

@pokojowonastawionaowca strangelets - tak, ciekawe, czy istnieją. Mało prawdopodobne, żeby LHC je wyprodukowało. Ale zderzacze jonów może kiedyś dadzą radę.

@pokojowonastawionaowca Data analityk petabajtów danych, które pewnie głównie wyglądają jak szum?

No ale sama domena na pewno ciekawsza niż banking czy e-commerce.

@mordaJakZiemniaczek Raczej nie położy, bo model standardowy jest dosyć otwarty. Natomiast teorię strun może, ze względu na ich wewnętrzną mechanikę.

Teoria strun kojarzy mi się nomen omen właśnie ze strunami. Czyli jak daleko można naciągnąć struny matematyki, żeby na siłę wyprodukować coś, co przy horrendalnych założeniach może się jakoś tam spinać.


Gdzieś czytałem opinię która do mnie trafia, że do tej pory największe przełomy i odkrycia na gruncie fundamentalnym, były w swej istocie proste, bo najpewniej taka może być ostatecznie rzeczywistość. Prosta w konstrukcji, skomplikowana w możliwościach. A teoria strun jest jakby tego zaprzeczeniem i stawaniem na głowie, żeby naciągnąć każdą strunę, aby tylko na końcu jakimś cudem się to zgrało.


Niemniej to opinia na podstawie tego co czytam, czyli źródeł popularnonaukowych i opinii osób które się znają (jak chociażby ty) Sam niewiele z tego rozumiem.

@onpanopticon To trochę tak, a jednak inaczej.


Teoria strun jest w zasadzie prosta. I jej opis matematyczny w najbardziej czystej postaci też (oczywiście wymaga zrozumienia matematyki w stopniu średnio-zaawansowanym, ale niewiele bardziej, niż funkcja falowa). Problemem jest tylko to, że o ile sama teoria (a właściwie wiele jej form, ale upraszczamy) jest piękna i elegancka, o tyle Wszechświat odmawia współpracy.


I stąd się wzięły te wszystkie naciągania. Bo może jak dorzucę jeszcze jedną transformację to Wszechświat w końcu pójdzie na współpracę. Ale on jest uparty.


Z mojego własnego podwórka - zawsze walczę z podejściem, że to trudne i skomplikowane, bo wymiary, bo przestrzenie, bo aksjomatyka nie pasi. To wszystko jest proste, o ile usiądzie się nad tym dosyć długo. Dotyczy to też teorii strun, bo ona wynikła z umiłowania do elegancji i prostoty (co nie znaczy, że jest prawdziwa).


Nie wiem, jaka będzie przyszłość tej teorii, na mój nos marna. Ale gdzie jest i jak wygląda ten opis pierwotnej i najbardziej podstawowej tkanki Wszechświata - nie wiem. Jedynie czuję, że gdzieś jest, mam jakieś pomysły, gdzie tego szukać (jak wielu). Ale żadnej pewności.

Zaloguj się aby komentować