Marina Flyagina

Qisqa muddatli loyihani o'rganish

Tajriba - piyozning o'sishini kuzatish

Mavzuning dolzarbligi

bilan bog'liq tadbirlar tajriba va kuzatish, bolaning aqliy sohasini rivojlantirishda muhim rol o'ynaydi - fikrlashni rivojlantirishda (tahlil va sintez operatsiyalari, taqqoslash, umumlashtirish va xulosa chiqarish qobiliyati, xotira, tasavvur, e'tibor).

Bundan tashqari, bola ehtiyotkor bo'lishni o'rganadi, tafsilotlarga e'tibor beradi, katta rasmni yo'qotmaydi.

Bolalar bunday faoliyatga katta qiziqish uyg'otadi, mustaqillikka intiladi kuzatuv tirik mavjudotlar uchun.

Qiymat tajriba va kuzatish bolaning kognitiv sohasini rivojlantirish uchun uzoq vaqtdan beri isbotlangan!

Kuzatuv maqsadli idrok va murakkabdir kognitiv jarayon. Bolalar va tarbiyachining birgalikdagi faoliyati asosida bolalarning fikrlash va nutqini rivojlantiruvchi aniq bilimlar shakllanadi.

Bizning kuzatish tajriba bilan birlashtiriladi, uzoq bo'ladi. uzoq kuzatuv majburiy chizishni talab qiladi (kundalik) va har bir bosqichni tuzatish fotosuratlari kuzatishlar.

Biz to'rtta bir xil lampochkani tanlaymiz va ularni turli sharoitlarga joylashtiramiz.

Birinchi kun kuzatishlar

Ular bolalarning e'tiborini lampochkalarning silliq va qattiq ekanligiga qaratdilar.

Savol: O'simlik nima uchun kerak o'sish?

(suv, issiqlik va yorug'lik)

Hamma uchun tabiiy hodisa sizni tanladi ramzi: suv - ko'k doira, issiqlik - qizil, ochiq - sariq

Birinchi piyoz ko'k, qizil va sariq doiralari bo'lgan idishga solingan. Unga barcha sharoit yaratilgan o'sish.

Ikkinchi piyoz qizil va ko'k doiralar bilan kavanozga solingan. Biz yorug'likning yo'qligini qora doira bilan belgiladik. Ular uni qora qog'ozdan yasalgan qalpoq bilan yopishdi - shaffof emas.

Uchinchi piyoz suvsiz, lekin iliq va yorug'likda idishga solingan. Kavanozga oq doira yopishtirilgan - suv etishmasligi. Qizil - issiqlikning mavjudligi, sariq - yorug'likning mavjudligi.

To'rtinchi piyoz muzlatgichga qo'yildi, u erda hamma narsa yo'q tabiiy sharoitlar sovuqdan tashqari. Unda issiqlik, yorug'lik va suv yo'q.

Birinchi kun tajriba, eskizlar yasagan Luqo, va fotosuratlar.

Ettinchi kun kuzatishlar

Etti kundan so'ng, bolalarni lampochkalarni tekshirishga taklif qiling va bilib oling

beri qanday o'zgarishlar yuz berdi ular:

1-chi lampochka

Suv kamroq edi.

Kichik ildizlar paydo bo'ldi.

2-chi lampochka

Suv iflos bo'lib qoldi.

3 - I lampochka

Idishning pastki qismida kichik suv tomchilari paydo bo'ldi.

4-chi lampochka

Hech qanday o'zgarishlar yo'q.

o'n ettinchi kun kuzatishlar

1-chi lampochka

Barglar balandlashdi

Ildizlar kattalashdi

Suv kamroq

2-chi lampochka

Suv iflos

Noxush hid paydo bo'ldi

ildizlari yo'q

yashil barglar yo'q

3 - I lampochka

Kichik barglar paydo bo'ldi

Ildizlar o'sib chiqdi

Kavanozning pastki qismida suv tomchilari

4-chi lampochka

Hech qanday o'zgarishlar yo'q

yigirma ettinchi kun kuzatishlar

Yigirma etti kundan keyin biz quyidagilarni ko'ramiz o'zgarishlar:

1-chi lampochka

Yaxshi yashil nihollar qaysi bo'lishi kerak Luqo

Kuchli, uzun ildizlar, ular ko'p suv ichishdi

O'qlar piyoz kuchli o'sdi, yashil va suvli

2-chi lampochka

Ildizlar o'sib chiqdi, lekin ular zaifroq

O'qlar bor, lekin ular rangpar, kichik va sariq

3-chi lampochka

Ildizlar paydo bo'lmadi

nihollar o'smagan

Lampochka yumshoq va letargik bo'lib qoldi

Suv iflos va yomon hid

4-chi lampochka

Hech qanday o'zgarishlar yuz bermadi

xulosalar:

Uchun o'simlik o'sishi ular to'g'ri rivojlanishi va meva berishi uchun, kerak: yorug'lik, issiqlik va suv.

Ammo sabzavotlar, xususan, piyoz yomonlashmasligi va yaxshi saqlanishi uchun salqinlik kerak. Buni bizga muzlatgichda mukammal saqlangan, umuman o'zgarmagan oxirgi piyoz ko'rsatdi.

Yashil rangning foydaliligi Luqo

Biz uchun piyoz eng keng tarqalgan sabzavot, ammo ularning tarkibi bir xil emas. ko'rinadigan darajada oddiy.

Yashil piyoz virusli infektsiyalardan himoya qiladi. bilan salat yashil piyoz qarshi himoya qilish shamollash va gripp. Tuklar Luqo qon hosil bo'lishi uchun foydalidir.

yangi ko'katlar piyoz ishtahani rag'batlantiradi har qanday taomni yanada jozibali qiladi. yashil xususiyatlar Luqo ovqat hazm qilish va ovqatni assimilyatsiya qilish jarayoniga hissa qo'shadi.

Yashil piyoz beriberi, kuchni yo'qotish, uyquchanlik, bosh aylanishi, bahor charchoqlari uchun foydalidir.

Yashil piyoz boshqa ko'katlarga qaraganda ko'proq sinkni o'z ichiga oladi. Ushbu elementning etishmasligi soch to'kilishiga va mo'rt tirnoqlarga olib kelishi mumkin. Bundan tashqari, sink immunitetni shakllantirishda ishtirok etadi. Yashil piyoz yurak mushaklari va tomirlar devorlarini mustahkamlovchi moddalarni o'z ichiga oladi, shuning uchun yadrolar va oddiygina zaif odamlar bunga e'tibor berishlari kerak.

Piyoz kaltsiy va fosforga boy, bu tishlarning holati uchun juda foydali.

Piyozni iloji boricha yangi iste'mol qilish tavsiya etiladi - salatlarga, mavsumli sho'rvalarga, karam sho'rvasiga, borschtga, okroshkaga qo'shing, qovurilgan sabzavotlarni pishiring, kartoshka pyuresi yoki qaynatilgan yangi kartoshka seping. Kirish Luqo ularni idishlarda vitaminlaydi va ta'mini yaxshilaydi. Bundan tashqari, yashil piyoz idishlarning ko'rinishini yaxshilaydi, ayniqsa lavlagi, sabzi, pomidor, kartoshka kabi sabzavotlar bilan birlashtirilganda. U salatlar, turli appetizatorlar, birinchi va ikkinchi go'sht, baliq va sabzavotli idishlarni bezash uchun ishlatiladi.

Yashil piyoz butun yil davomida, ayniqsa qishda va erta bahorda inson tanasi uchun zarurdir.

Tegishli nashrlar:

Taqdimot "No'xat o'sishini kuzatish kundaligi" Bolalar bilan kuzatishlar o'tkazildi katta guruh. Mening ishimning maqsadi - katta guruh bolalari bilan birgalikda no'xatning unib chiqishini kuzatish.

O'yin-eksperiment "Qon nima uchun harakat qiladi?" O'yin - tajriba "Qon nima uchun harakat qiladi?" Maqsad: inson tanasi haqidagi bilimlarni faollashtirish. Maqsadlar: bolalarga ish haqida tushuncha berish.

"Aibolit's Green Service" yopiq o'simliklarni kuzatish uchun integratsiyalashgan GCD ning qisqacha mazmuni Maqsad: bolalarni o'simliklarni sinchkovlik bilan tekshirishga o'rgatish, ularning nosog'lom holatining belgilarini topish, hech qanday sharoit yo'qligi haqida xulosa chiqarish.

"Qishlaydigan qushlar uchun oziqlantiruvchi" qushlarni kuzatish uchun integratsiyalangan GCD ning qisqacha mazmuni Integratsiyalashgan GCD konspekti - qushlarni tomosha qilish "Qishlaydigan qushlarni oziqlantiruvchi" Maqsad: bolalarga qushlarni oziqlantiruvchilar haqida tushuncha berish;.

Mening uyimda Timoxa ismli kirpi yashaydi. Va men o'z guruhimning bolalariga jonli kirpi bilan tanishtirishga va ko'rish imkoniyatini berishga qaror qildim, lekin kirpi ekanligi ma'lum bo'ldi.

Muammo 23.1.3. Magnit halqa orqali janubiy qutb bilan halqaga tortilgandan so'ng, ikkinchi marta - shimolga.

Ushbu holatlarning qaysi birida halqada oqim bo'ladi va agar ikkalasida ham oqim yo'nalishi bir xil bo'ladi?

Muammo 23.1.4. Metall halqa doimiy magnitning yonida olib boriladi (rasmga qarang). Bu holda halqada induksion oqim bo'ladimi?

Muammo 23.1.5. Ikkita ramka bir xil magnit maydonda aylantiriladi. Qanday holatda konturda induksion oqim paydo bo'ladi?

Muammo 23.1.6. To'g'ridan-to'g'ri o'tkazgichning yonida elektr toki, kvadrat o'tkazgichli ramka joylashgan. Vaqt o'tishi bilan ramka harakatlana boshlaydi. Ramka harakatining qaysi yo'nalishi bo'yicha (rasmga qarang) unda elektr toki paydo bo'ladi?

Muammo 23.1.7. Doimiy magnit metall halqa orqali quyidagi tarzda tortiladi: ikki soniya davomida magnit uzoq masofadan keltiriladi va halqaga kiritiladi, keyingi ikki soniya davomida magnit halqa ichida harakatsiz qoladi, keyingi ikki soniya davomida u ringdan olib tashlanadi va katta masofaga olib tashlanadi. Tok halqada qaysi vaqt oralig'ida oqadi?

Muammo 23.1.9. Elektromagnit induktsiyani kuzatish bo'yicha tajribalarda, ramka tekisligiga perpendikulyar bo'lgan bir xil magnit maydonga yon tomoni bilan ingichka simdan yasalgan kvadrat ramka joylashtiriladi. Maydon indüksiyonu qiymatdan qiymatga teng ravishda ortadi. Tajriba ramkaning yon tomonini ikki barobarga oshirish orqali takrorlanadi. Bu holda ramkada paydo bo'ladigan induksion emf qanday o'zgaradi?

Jurnalda chop etilgan maqolada Tabiat bilan aloqa, bir yil oldin nazariyotchilar tomonidan tasvirlangan va kvant Cheshire Cat deb nomlangan qiziq kvant holatining eksperimental amalga oshirilishi haqida xabar beradi. "Cheshir mushuki" rolini neytron o'ynadi va neytronning aylanishi tabassum rolini o'ynadi. Amalga oshirilgan o'lchovlar birinchi qarashda paradoksal rasmni chizadi: qurilma ichidagi neytron bir traektoriya bo'ylab harakatlandi va neytronning spini - neytronning o'zisiz! - boshqa tomondan. Biroq, agar ushbu tajribada aynan nima sodir bo'lishini diqqat bilan o'qib chiqsangiz, bu holatning yorqin paradoksal tabiati yo'qoladi.

Kvant mexanikasining paradoksi

Kvant effektlari haqidagi mashhur ilmiy hikoyalar ko'pincha haddan tashqari sensatsiya bilan gunoh qiladi, paradoksallik bilan ta'kidlanadi. Ko'pincha bu sun'iy ravishda oshirilgan paradoks Richard Feynmanning kvant mexanikasini hech kim tushunmaydi, degan ta'kidlashi bilan mustahkamlanadi. Bunday iqtibos, fiziklarning o'zlari kvant tajribalarida nimani olishlarini tushunmaydilar, degan taassurotni kuchaytiradi. Bu, albatta, to'g'ri emas. Kvant olamining qonunlari kundalik sezgi nuqtai nazaridan juda g'ayrioddiy, bundan qutulib bo'lmaydi. Ammo bu har qanday g'alati narsalar, ular qanchalik yovvoyi va mantiqqa zid ko'rinmasin, kvant olamida amalga oshiriladi, degani emas. Kvant qonunlari matematik jihatdan o'z-o'zidan mos keladi va agar siz ulardan foydalansangiz, unda har xil "kvant paradokslar" kundalik nuqtai nazardan paradokslardir! - butunlay chigallanmagan.

Boshqa kuni jurnalda Tabiat bilan aloqa ta’sirchan sarlavha bilan chop etildi: Materiya to'lqinlari bilan interferometrik tajribada kvant Cheshire mushukini kuzatish". Ushbu maqolada bir yil oldin taklif qilingan, kvant zarralarining g'ayrioddiy xususiyatlarini ko'rsatadigan eksperimentning amalga oshirilishi haqida xabar beriladi ("kvant Cheshire Cat" atamasi 2013 yilda ushbu maqoladan olingan).

Jozibali atama yangi maqolaning ko'plab ommaviy axborot vositalarida yoritilishini ta'minladi. Ulardan ba'zilari hatto hodisaning mohiyatini qayta aytib berishga halol urinishgan. Xulosa qilib aytganda, neytronlar bilan o'tkazilgan tajribada fiziklar neytronning ba'zi xossalarini uning moddiy mohiyatidan ajratishga muvaffaq bo'lishdi. Hamma narsa neytron o'rnatishda bir yo'l bo'ylab harakat qilgandek bo'lib chiqdi va uning xususiyatlari butunlay boshqacha edi, zarrachaning o'zi bo'lmagan yo'l bo'ylab. Bu, albatta, paradoksal ko'rinadi va darhol "bu qanday bo'lishi mumkin?" Degan savolni tug'diradi. Biroq, bu tabiiy savolga, eslatmalarning aksariyati jimgina tushuntirib bo'lmaydigan javobni taklif qildi: "Ha, bunday mo''jizalar kvant olamida sodir bo'ladi".

Ushbu eslatmaning maqsadi eksperimental ishning tafsilotlari haqida gapirish emas, balki hodisaning haqiqiy mohiyatini sun'iy ravishda burilgan paradoksdan ajratishdir. Uni tushunish uchun universitetda mutaxassis bo‘lish yoki kvant mexanikasini “olish” shart emas; bu erda ilmiy-ommabop materiallar bilan yuzaki tanishish va bir oz mantiq kifoya qiladi.

Ikki asosiy kvant fakti

Keling, ikkita asosiy faktdan boshlaylik. Birinchidan, kvant zarrasi bir vaqtning o'zida turli joylarda bo'lishi mumkin. Bu odatda ikkita tirqish orqali bir vaqtning o'zida uchib o'tadigan va ekranda interferentsiya naqshini hosil qiluvchi elektronning interferensiyasi misoli bilan izohlanadi (masalan, Feynmanning fizika bo'yicha ma'ruzalarining tegishli bobiga qarang). Biz buni hozirgina muhokama qilinayotgan maqolada ishlatilgan qurilma - Mach-Zehnder interferometri bilan ko'rsatamiz (2-rasm).

Zarracha (foton, elektron, neytron va boshqalar) qurilmaga uchadi, kiraverishdagi shaffof oyna orqali ikkita "gipostaza" ga bo'linadi, so'ngra ular ikki xil yo'l bo'ylab uchadi va nihoyat, qabul qiluvchida yana birlashadi. qurilma. Biz ta'kidlaymiz: nafaqat elektronlar nurlari yoki yorug'lik nurlari yarmiga bo'linadi, balki har bir elektron yoki foton bir vaqtning o'zida ikkita yo'l bo'ylab ketadi. Siz jismonan o'rtada turishingiz mumkin, keyin har bir elektron bir vaqtning o'zida sizni ikki tomondan aylanib chiqadi. Bu juda noodatiy, ammo mikrodunyo shunday ishlaydi.

Bir vaqtning o'zida ikki xil yo'lni bosib o'tadigan elektron bunga misoldir. superpozitsiyalar davlatlar. Kvant mexanikasi qonunlariga ko'ra, agar elektron A yoki B holatda bo'lishi mumkin bo'lsa, u holda u A + B holatda ham, ya'ni u erda ham, u erda ham bir vaqtning o'zida mavjud bo'lishi mumkin. Ushbu A va B holatlar interferometrdagi ikkita yo'l yoki fotonning ikkita qutblanishi yoki ularning o'zaro bog'liq birikmalari (bu holda bu miqdorlar kvant chigal deb ataladi) yoki boshqa narsa bo'lishi mumkin. Superpozitsiyaning ekstremal holati ham keng ma'lum - Shredingerning mushuki (Cheshir mushuki bilan adashtirmaslik kerak!), Aytgancha, u ham eksperimental ravishda kuzatilgan - garchi moddiy bo'lmasa ham, multifoton.

Ikkinchidan, zarraning qandaydir xarakteristikasini o'lchash jarayoni kvant mexanikasida zarrachaning oddiy kvant harakatidan butunlay boshqacha tarzda tasvirlangan. O'lchov harakatining o'zi kvant holatini tubdan "buzadi". O'lchov natijasida nafaqat aniqlovchi qurilma o'zgaradi, balki kvant holatining o'zi ham keskin o'zgaradi, qulab tushadi (eng oddiy tavsif uchun Kvant Sutra eslatmasiga qarang va biroz jiddiyroq, Feynmanning fizika bo'yicha ma'ruzalarida yoki Kvant mexanikasini qanday tushunish kerak).

Buni interferometr misolida qanday tekshirish mumkin? Keling, boshlang'ich interferometrga zarrachalar oqimini ishga tushiramiz va oxiridagi sensor ularning sonini hisoblaydi. Zarrachalarning boshlang'ich holati yuqori va pastki yo'llarning superpozitsiyasi bo'lsin. Keling, o'lchov qilaylik - zarracha pastki yo'l bo'ylab ketayotganligini tekshiring. Keling, yuqori yo'lda shaffof bo'lmagan devorni qo'yamiz va datchik ko'rsatkichlarini ko'rib chiqamiz: namuna olish chastotasi kamaydi (3-rasm). Sensorning har bir ishga tushirilishi ma'lum bir zarracha tushganligini ko'rsatadi pastroq yo'llar, lekin barcha zarralar bu tarzda tutilmaydi. Xuddi shunday, zarrachaning yuqori yo'l bo'ylab ketayotganligini tekshirish uchun tajriba o'rnatish mumkin; xuddi shunday natija beradi.

Biroq, o'lchov harakatining o'zi, devorning mavjudligi zarrachaning holatini o'zgartirdi. O'lchovdan so'ng, zarracha superpozitsiya holatini tark etdi va hozir kafolatlangan yo'lga tushadi. Rasmdagi yuqori yo'lda. 3 ta zarra yo'qoladi. Va agar hozir, birinchi devordan keyin, ikkinchisini qo'ying, lekin allaqachon pastroq Bunday holda, sensor jim bo'ladi. Bu tushunarli, chunki biz elektron uchun ikkala yo'lni ham to'sib qo'ydik, lekin bu birinchi o'lchovdan so'ng zarrachalarning holati keskin o'zgarganligini ham ko'rsatadi.

Kvant holatining keyingi tanlanishi

Shunday qilib, agar biz zarrachani interferometrga kiritgan bo'lsak, u holda uning kvant holatiga qarab u yoki boshqa yo'l bo'ylab yoki bir vaqtning o'zida va u erda ma'lum bir ehtimollik amplitudasi bilan borishi mumkin. Keling, interferometrga yangi tafsilotni qo'shamiz - bu deb ataladigan narsa keyingi tanlov, yoki kvant holatining "keyingi tanlovi". Buning uchun chiqishda biz kiruvchi zarrachaning kvant holatini tahlil qiluvchi murakkab tizimni qo'yamiz. Agar bu holat P ning dastlabki holatidan farq qilishi mumkin bo'lgan ba'zi signal holatiga to'liq mos tushsa, u holda zarracha signal detektoriga uchadi (4-rasm). Agar bu holat umuman o'xshamasa (matematik tilda u signal holatiga ortogonal bo'lsa), zarracha qayoqqadir yon tomonga o'tadi va detektorga tushmaydi.

Tanlovdan keyingi tajribada biz zarrachani ishga tushiramiz va uning ustida o'lchovlarni olamiz, lekin keyin biz natijani faqat signal detektori ishga tushirilganda hisobga olamiz. gapirish oddiy so'zlar bilan, biz faqat zarrachaning xususiyatini emas, balki ongli ravishda o'lchaymiz uni oldindan o'ylab topilgan sharoitlarda o'rganish, noxolis namunada. Bunday eksperimentda olingan barcha ehtimollar mutlaq emas, balki shartli bo'lib, bular keyingi tanlov sharoitidagi ehtimollardir. Va bu darhol bizni bunday tajribaning xulosalarini diqqat bilan shakllantirishga majbur qiladi.

Kvant Cheshire mushuki: 1-ni sinab ko'ring

Keling, 2013 yilgi maqolada taklif qilingan eksperimentni tasvirlab beraylik, agar keyinchalik vahiy bo'lmaganda, biz Cheshir mushuk kvantining kashfiyoti deb atagan bo'lardik. Hisob-kitoblarni takrorlashni xohlaydiganlar uchun aytaylik, ularning barchasi oddiy va maqolada batafsil tavsiflangan; ularni kvant mexanikasining matematik formalizmi bilan tanish bo'lgan har bir kishi bajarishi mumkin.

Interferometrning kirishiga foton beriladi, u ikkala yo'l bo'ylab harakatlanadi va gorizontal chiziqli polarizatsiyaga ega. Tanlovdan keyin foton holatini P maxsus superpozitsiya sifatida tanlaydi: (yuqori yo'l va gorizontal polarizatsiya) + (pastki yo'l va vertikal polarizatsiya). Endi bunday tajribada biz ikki turdagi o'lchovlarni amalga oshiramiz. Birinchi tajribada - yuqorida tavsiflangan usul bo'yicha amalga oshiriladi - biz fotonning qaysi yo'ldan borishini tekshiramiz. O'lchov natijasi quyidagicha: u faqat yuqori yo'l bo'ylab ketadi (5-rasm).

Ikkinchi tajribada biz fotonning dumaloq qutblanishini o'lchash uchun maxsus plastinkadan foydalanamiz (6-rasm). Natijada nolga teng bo'lmagan polarizatsiya faqat pastki yo'lda aniqlanadi. Xulosa: fotonlarning o'zi yuqori yo'l bo'ylab ketadi va polarizatsiya fotonlardan alohida! - pastki qismida.

Albatta, bu paradoks haqiqiy emas va u yuqoridagi mulohazalar bilan ochiladi.

Birinchidan, interferometrning qutblanish qayd etilgan pastki qo'lida fotonlar umuman yo'q deb o'ylamaslik kerak. Ular haqiqatan ham bor. Shunchaki, birinchi turdagi tajribalarda o‘lchov bu fotonni signalsiz holatga aylantiradi. Boshqa ba'zi sensorlar ularni ro'yxatdan o'tkazishi mumkin edi, ammo tanlovdan keyingi tajribamizda biz bunday hodisalarni bekor qilamiz. Shunday qilib, asosiy "tasavvuf" yo'qoladi: qutblanish o'z-o'zidan uchmaydi, u jismonan fotonlar tomonidan tashiladi, lekin biz ularni hisobga olmaslikka qaror qildik..

Ikkinchidan, bu ikki turdagi tajriba - foton mavjudligini tekshirish va uning qutblanishini o'lchash - muqarrar ravishda amalga oshiriladi. boshqacha fotonlar, lekin bir xil emas. Muayyan holatdagi fotonlar birin-ketin interferometrga uchadi. Biz pastki yo'lda birinchi fotonning bir xususiyatini "so'radik" va shundan u signalsiz holatga tushib qoldi, biz ikkinchi fotonning yana bir xususiyatini "so'radik" va u signal holatiga tushib ketdi. Turli xil o'lchovlar ostida turli xil fotonlarning turlicha qulashida g'alati narsa yo'q, yo'q.

To'liq tushunarli bo'lishi uchun, har bir o'tuvchi fotonda bir vaqtning o'zida ikkala turdagi o'lchovlarni olish mumkin. Bunday holda, natijalar o'zgaradi (oxir-oqibat, birinchi o'lchovdan so'ng, fotonning holati keskin o'zgaradi!) va oddiy rasm paydo bo'ladi: sensor faqat biz biron bir yo'lda fotonni aniqlaganimizda va qutblanishni aniqlaganimizda ishlaydi. xuddi shu yo'lda(7-rasm). Shunday qilib, fotonning "to'liq so'rovi" polarizatsiya aynan fotonning o'zi jismoniy uchadigan joyda uchishini ko'rsatadi. Ko'rinib turgan paradoksdan asar ham qolmadi.

Kvant Cheshire mushuki: 2-urinish

Shunday qilib, Cheshire Cat kvantiga o'xshash tizimni yaratishga birinchi urinish (1-rasm) hech qanday qiziq narsaga olib kelmadi: natijalarni diqqat bilan muhokama qilish darhol ko'rinadigan tasavvufni tarqatib yubordi. Agar 2013 yilgi maqolada taklif qilingan kvant tizimlarining yangi, yanada nozik xususiyati bo'lmasa, bu hikoyaning oxiri bo'lar edi.

Ushbu maqola mualliflari kvant mexanikasida o'lchashning maxsus turi - zaif o'lchovlar deb ataladigan narsa mavjudligini eslaydilar, ular tanlovdan keyingi tajribalarda aniq amalga oshiriladi. Zaif o'lchash vaqtida asbob zarrachaning o'lchangan xarakteristikasini ozgina sezadi. Shuningdek, u zarrachaning kvant holatiga ozgina ta'sir qiladi, lekin kvant holatining mutlaqo kafolatlangan qulashiga olib kelmaydi. Yagona zaif o'lchov natijasida biz zarrachaning holati haqida unchalik aniq ma'lumotga ega emasmiz, lekin davlatning o'zi juda yomonlashmaydi - aniqlik va ta'sir kuchi o'rtasidagi o'ziga xos kelishuv. Biroq, agar bir xil zarralar ustidagi zaif o'lchov ko'p marta takrorlansa, o'rtacha hisobda o'rganilayotgan miqdorning ko'proq yoki kamroq aniq tasviri paydo bo'ladi.

Nazariy maqolada olib borilgan hisob-kitoblar shuni ko'rsatdiki, zaif o'lchovlar yordamida Cheshire Cat kvantini nihoyat olish mumkin. Tajribaning o'zi oldingi bo'limdagi raqamlarga o'xshab ko'rinishi mumkin, ammo o'lchovlar endi zaif. Tanlovdan keyingi tajribada qutblanishni qayta-qayta kuchsiz o'lchash interferometrning bir qo'lida nolga teng bo'lmagan qiymatni, ikkinchisida esa zarracha mavjudligini bir xil o'lchashni beradi. Ammo faqat hozir ikkala turdagi zaif o'lchovlarni amalga oshirish mumkin. bir vaqtning o'zida. Endi o'lchov harakati asl holatni butunlay yo'q qilish xavfi yo'q. Ammo, takrorlaymizki, bu erda ham tasavvuf yo'q, chunki bu o'lchovlarning barchasi mutlaq emas, balki shartli, ular signal detektori ishga tushirilganda olinadi va ular faqat o'rtacha ko'p miqdorda bajarilgandan so'ng olinadi. o'lchovlar.

Interferometrning kirish, chiqish va ichki qismida neytron spinining manipulyatsiyasi maxsus bobinlar yordamida amalga oshiriladi. magnit maydon(8-rasmdagi ST1, ST2, SR). O'tkazuvchanligi 0,79 bo'lgan neytronlar uchun shaffof plastinka (ABS) neytron ikki yo'ldan qaysi birini egallashini tekshirish imkonini beradi (birinchi turdagi tajriba). Interferometr ichidagi spinni 20 gradusga aylantiruvchi qo'shimcha magnit maydon, fazali plastinka (PS) bilan birgalikda spinni o'lchash imkonini beradi (eksperimentning ikkinchi turi). Chiqishda ikkita detektor mavjud: signal (O-Det) va test (H-Det), ular neytronning zarbasini qayd etadi. Signaldan keyingi tanlov uchun, sinov signali neytron oqimining intensivligini nazorat qilish uchun ishlatiladi.

Tajribaning asosiy natijalari 10-rasmda ko'rsatilgan. Har bir seriyada chap va o'ng raqamlar interferometrning yuqori va pastki qo'llarida olingan o'lchovlarni ko'rsatadi; markaziy raqam bo'sh interferometr bilan nazorat o'lchovidir. Rasmlarning yuqori seriyasi neytronning qaysi tomonga ketishini sinab ko'rish uchun tajriba, pastki qator - spinni o'lchash uchun tajriba. Birinchi tajriba shuni ko'rsatadiki, neytron faqat yuqori qo'lda mavjud, chunki u erda plastinkadan zaif blokirovka ta'siri kuzatiladi. Ikkinchi tajriba shuni ko'rsatadiki, aylanish faqat pastki qo'l bo'ylab ketadi, chunki faqat plastinkaning aylanishining ta'siri kuzatiladi. Shunday qilib, neytronlar yuqori qo'l bo'ylab harakatlanadi (postseleksiyani hisobga olgan holda!), Spin esa faqat pastki qismida aniqlanadi. Biroq, bu hech qanday haqiqiy paradokslarga olib kelmaydi.

Afsuski, bu tajribada amalga oshirilmagan yagona narsa, har bir o'tayotgan zarracha uchun ikkala miqdorni bir vaqtning o'zida o'lchash edi. Hamma narsa kvant mexanik bashoratlari bilan birlashganligi sababli, ish mualliflari bu holatda ham xuddi shunday natijalarga erishgan bo'lardi, deb ishontirmoqda. Biroq, aniqroq bo'lishi uchun, bunday tajriba, albatta, amalga oshirilishi maqsadga muvofiqdir.

Keyingi so'z

Tasavvuf tarqalgach, tabiiy savol tug'iladi: bundan nima foydali bo'lishi mumkin yangi effekt? Bu yerda ikkita misol keltirish mumkin. Birinchidan, u o'zida fizik miqdorlarning zaif o'lchovini yaxshiroq o'rganishga yordam beradi. Chorak asrlik eksperimental tadqiqotlarga qaramay, "zaif o'lchangan" miqdorlarning jismoniy ma'nosi hali ham munozarali masala. To'g'risini aytganda, "zaif o'lchangan" miqdorlar haqiqiyni qanchalik tavsiflashi to'g'risida haligacha konsensus mavjud emas. jismoniy xususiyatlar zarralar.

Ikkinchidan, zarrachaning qutblanishiga bog'liq bo'lgan ba'zi nozik jismoniy ta'sirni eksperimental ravishda o'rganmoqchi bo'lganimizda, printsipial ravishda vaziyatlar mumkin, lekin biz zarrachaning zaryadi yoki boshqa xususiyatlari bilan bizga xalaqit berishini xohlamaymiz. Bunday tajribalarni erkin zarrachalar bilan emas, balki Cheshire Cat kvanti bilan interferometr ichida o'tkazish qulay bo'lishi mumkin. Bunday holda, tanlovdan keyingi tanlov nafaqat qiziqarli hiyla-nayrang bo'libgina qolmay, balki nozik o'lchovga kiritilgan xatolarni bartaraf etishga yordam beradi. haqiqat, aniq misollar bunday tajribalar hali mavjud emas. Ammo bu mavzu faol ishlab chiqilayotganligi sababli, ular bir necha yil ichida paydo bo'lishi va, ehtimol, hatto yangi ultra-aniq o'lchash texnologiyalarining asosini tashkil etishi mumkin.

Eksperimentning maxsus empirik tadqiqot usuli sifatida o‘ziga xos xususiyati shundaki, u o‘rganilayotgan hodisa va jarayonlarga faol amaliy ta’sir ko‘rsatish imkoniyatini beradi. Bu yerda tadqiqotchi hodisalarni passiv kuzatish bilan cheklanib qolmaydi, balki ularning tabiiy borishiga ongli ravishda aralashadi. U buni tekshirilayotgan hodisalarni ayrim tashqi omillardan ajratib olish yoki ular yuzaga keladigan chegaraviy sharoitlarni o'zgartirish orqali amalga oshirishi mumkin. Ikkala holatda ham test natijalari aniq qayd etiladi va nazorat qilinadi.

Shunday qilib, o'rganilayotgan jarayonga faol ta'sir ko'rsatadigan oddiy kuzatishning qo'shilishi eksperimentni empirik tadqiqotning juda samarali usuliga aylantiradi. Bunga, birinchi navbatda, tajriba va nazariya o'rtasidagi yaqinroq bog'liqlik yordam beradi. «Tajriba, — deb yozadilar I.Prigojin va I.Stengers, «haqiqiy faktlarni ishonchli kuzatish, nafaqat hodisalar o‘rtasidagi empirik munosabatlarni izlash, balki nazariy tushunchalar va kuzatish o‘rtasidagi tizimli o‘zaro aloqani ham nazarda tutadi» 1 .

Eksperiment g'oyasi, uni o'tkazish rejasi va natijalarini sharhlash kuzatish ma'lumotlarini izlash va sharhlashdan ko'ra ko'proq nazariyaga bog'liq.

Hozirgi vaqtda eksperimental usul nafaqat an'anaviy ravishda aniq tabiiy fanlar (mexanika, fizika, kimyo va boshqalar) deb tasniflangan eksperimental fanlarda, balki o'rganadigan fanlarda ham qo'llaniladi. yovvoyi tabiat, ayniqsa, zamonaviy jismoniy va foydalanadiganlarda kimyoviy usullar tadqiqot (genetika, molekulyar biologiya, fiziologiya va boshqalar).

Zamonaviy ilm-fanda eksperimental usul birinchi marta tizimli ravishda, biz bilganimizdek, Galiley tomonidan qo'llanilgan, garchi uni qo'llashga bo'lgan individual urinishlar hatto antik davrda ham, ayniqsa o'rta asrlarda ham uchraydi.

Galiley oʻz tadqiqotini eng oddiy tabiat hodisalari – jismlarning vaqt oʻtishi bilan fazoda mexanik harakati (jismlarning tushishi, jismlarning qiya tekislik boʻylab harakati va toʻp oʻqlarining traektoriyalari)ni oʻrganishdan boshladi. Bu hodisalarning zohiriy soddaligiga qaramay, u bir qator ilmiy va mafkuraviy qiyinchiliklarga duch keldi. Ikkinchisi, asosan, antik davrdan boshlab tabiiy hodisalarni o'rganishga sof natural-falsafiy, spekulyativ yondashuv an'anasi bilan bog'liq edi. Shunday qilib, Aristotel fizikasida harakat faqat jismga kuch qo'llanilganda sodir bo'lishi e'tirof etilgan. Bu pozitsiya o'rta asr fanida umume'tirof etilgan deb hisoblangan. Galiley birinchi navbatda buni so'roq qildi va tananing dam olish yoki formada bo'lishini taklif qildi to'g'ri chiziqli harakat tashqi kuchlar unga ta'sir qilmaguncha. Nyuton davridan beri bu bayonot mexanikaning birinchi qonuni sifatida shakllantirilgan.

Shunisi e'tiborga loyiqki, inertsiya printsipini asoslash uchun Galiley birinchi bo'lib foydalangan ruhiy keyinchalik zamonaviy tabiatshunoslikning turli sohalarida evristik tadqiqot vositasi sifatida keng qo'llanilgan tajriba. Uning mohiyati real kuzatishlar ketma-ketligini tahlil qilish va ulardan ma'lum bir cheklovchi vaziyatga o'tishda, bunda ma'lum kuchlar yoki omillarning ta'siri ruhiy jihatdan istisno qilinadi. Masalan, mexanik harakatni kuzatishda turli kuchlarning tanaga ta'sirini asta-sekin kamaytirish mumkin - ishqalanish, havo qarshiligi va boshqalar. - va tananing bosib o'tgan yo'li shunga mos ravishda ortib borishiga ishonch hosil qiling. Chegarada bunday kuchlarning barchasini istisno qilish va shunday xulosaga kelish mumkinki, bunday ideal sharoitda jism cheksiz bir tekis va to'g'ri chiziqli harakat qiladi yoki tinch holatda qoladi.

Galileyning eng katta yutuqlari haqiqiy tajribalarni o'rnatish va ularning natijalarini matematik qayta ishlash bilan bog'liq. U jismlarning erkin tushishini eksperimental o'rganishda ajoyib natijalarga erishdi. Galiley o'zining "Suhbatlar va matematik dalillar ..." nomli ajoyib kitobida erkin tushadigan jismlarning doimiy tezlanish qonunini qanday kashf etganini batafsil tasvirlab beradi. Dastlab, u o'zidan oldingilar - Leonardo da Vinchi, Benedetti va boshqalar singari, tananing yiqilish tezligi bosib o'tgan masofaga mutanosib ekanligiga ishongan. Biroq, keyinchalik Galiley bu taxmindan voz kechdi, chunki bu tajriba 1 tomonidan tasdiqlanmagan oqibatlarga olib keladi. Shuning uchun u yana bir gipotezani sinab ko'rishga qaror qildi: erkin tushayotgan jismning tezligi tushish vaqtiga mutanosib. Buning natijasida tananing bosib o'tgan yo'li kuz vaqtining yarmi kvadratiga mutanosib bo'lib, bu maxsus tuzilgan tajribada tasdiqlangan. O'sha paytda vaqtni o'lchashda jiddiy qiyinchiliklar bo'lganligi sababli, Galiley yiqilish jarayonini sekinlashtirishga qaror qildi. Buning uchun u bronza to'pni devorlari yaxshi sayqallangan eğimli truba bo'ylab aylantirdi. To'pning yo'lning turli bo'laklaridan o'tish vaqtini o'lchab, u erkin tushayotgan jismlarning tezlashuvining doimiyligi haqidagi taxminining to'g'riligini tekshira oldi.

Katta yutuqlaringiz bilan zamonaviy fan eksperimentga qarzdor, chunki uning yordami bilan fikr va tajribani, nazariya va amaliyotni uzviy bog'lash mumkin edi. Aslida, tajriba tabiatga qaratilgan savol. Olimlar tabiat ular bergan savollarga to'g'ri javob berishiga aminlar. Binobarin, Galiley davridan boshlab tajriba inson va tabiat o‘rtasidagi muloqotning eng muhim vositasi, uning chuqur sirlariga kirib borish va tajribada kuzatilgan hodisalarni boshqaradigan qonuniyatlarni ochish vositasiga aylandi.

• Prigozhy I., Stengers I. Xaosdan tartib. - M., 1986. - S. 44.
• Ayrim mashhur fan tarixchilari, jumladan P.Dyuhem, A.Krombi, D. Randallning ta'kidlashicha, eksperimental fanning paydo bo'lishi o'rta asrlarda sodir bo'lgan. Tezislarini tasdiqlash uchun ular bunday tajribalar XIII-XIV asrlarda amalga oshirilganligiga ishora qiladilar. Parijda va XVI asrda. Paduada.
• Galileo G. Tanlangan asarlar: 2 jildda T 1. - M .: Nauka, 1964. - S. 241-242.
• Qarang: Lipson G. Fizikadagi buyuk tajribalar. - M., 1972. - S. 12.

Dunyoda hech kim kvant mexanikasini tushunmaydi - bu haqda bilishingiz kerak bo'lgan asosiy narsa. Ha, ko'plab fiziklar uning qonunlaridan foydalanishni va hatto kvant hisoblari yordamida hodisalarni bashorat qilishni o'rgandilar. Lekin nima uchun kuzatuvchining mavjudligi tizim taqdirini belgilab, uni bir davlat foydasiga tanlov qilishga majbur qilayotgani haligacha tushunarsiz. "Nazariyalar va amaliyotlar" natijalariga kuzatuvchining ta'siri muqarrar bo'lgan tajriba namunalarini tanlab oldi va moddiy voqelikka ongning bunday aralashuvi bilan kvant mexanikasi nima qilishini aniqlashga harakat qildi.

Shroedinger mushuki

Bugungi kunda kvant mexanikasining ko'plab talqinlari mavjud, ulardan eng mashhuri Kopengagen bo'lib qolmoqda. Uning asosiy qoidalari 1920-yillarda Nils Bor va Verner Heisenberg tomonidan ishlab chiqilgan. Va Kopengagen talqinining markaziy atamasi to'lqin funktsiyasi edi - u bir vaqtning o'zida joylashgan kvant tizimining barcha mumkin bo'lgan holatlari haqida ma'lumotni o'z ichiga olgan matematik funktsiya.

Kopengagen talqiniga ko'ra, faqat kuzatish tizimning holatini aniq aniqlashi, uni qolganlaridan farqlashi mumkin (to'lqin funktsiyasi faqat tizimni ma'lum bir holatda aniqlash ehtimolini matematik tarzda hisoblashga yordam beradi). Aytishimiz mumkinki, kuzatishdan so'ng kvant tizimi klassik bo'lib qoladi: u bir zumda ko'p shtatlarda ulardan birining foydasiga birga yashashni to'xtatadi.

Bunday yondashuv har doim raqiblarga ega bo'lgan (masalan, Albert Eynshteynning "Xudo zar o'ynamaydi"), ammo hisob-kitoblar va bashoratlarning aniqligi o'z ta'sirini o'tkazdi. Biroq, so'nggi yillarda Kopengagen talqinining tarafdorlari tobora kamayib bormoqda va buning eng kam sababi o'lchash paytida to'lqin funktsiyasining juda sirli lahzali qulashi emas. Ervin Shredingerning bechora mushuk bilan o'tkazgan mashhur fikrlash tajribasi bu hodisaning bema'niligini ko'rsatish uchun yaratilgan.

Shunday qilib, biz eksperimentning mazmunini eslaymiz. Qora qutiga tirik mushuk, zaharli ampula va zaharni tasodifiy vaqtda ishga tushira oladigan mexanizm joylashtirilgan. Masalan, bitta radioaktiv atom, uning parchalanishi ampulani buzadi. Atom parchalanishining aniq vaqti noma'lum. Faqat yarim yemirilish davri ma'lum: 50% ehtimollik bilan parchalanish sodir bo'ladigan vaqt.

Ma'lum bo'lishicha, tashqi kuzatuvchi uchun quti ichidagi mushuk bir vaqtning o'zida ikkita holatda mavjud: u tirik, agar hamma narsa yaxshi bo'lsa yoki o'lik, agar parchalanish sodir bo'lsa va ampula singan bo'lsa. Bu ikkala holat ham vaqt o'tishi bilan o'zgarib turadigan mushukning to'lqin funktsiyasi bilan tavsiflanadi: qanchalik uzoq bo'lsa, radioaktiv parchalanish allaqachon sodir bo'lgan bo'lishi mumkin. Ammo quti ochilishi bilanoq, to'lqin funktsiyasi qulab tushadi va biz darhol flayer tajribasining natijasini ko'ramiz.

Ma'lum bo'lishicha, kuzatuvchi qutini ochmaguncha, mushuk hayot va o'lim chegarasida abadiy muvozanatni saqlaydi va faqat kuzatuvchining harakati uning taqdirini hal qiladi. Bu Shredinger ta'kidlagan absurddir.

Elektron diffraktsiyasi

The New York Times tomonidan o‘tkazilgan yetakchi fiziklar o‘rtasida o‘tkazilgan so‘rov natijalariga ko‘ra, 1961 yilda Klaus Jenson tomonidan o‘rnatilgan elektron difraksiyasi bo‘yicha tajriba fan tarixidagi eng go‘zal tajribalardan biriga aylandi. Uning mohiyati nimada?

Ekran-fotografik plastinka tomon elektronlar oqimini chiqaradigan manba mavjud. Va bu elektronlar yo'lida to'siq bor - ikkita tirqishli mis plastinka. Elektronlarni shunchaki kichik zaryadlangan sharlar sifatida ifodalasak, ekranda qanday tasvirni kutish mumkin? Yoriqlar qarshisida ikkita yoritilgan bant.

Aslida, ekranda o'zgaruvchan qora va oq chiziqlarning ancha murakkab naqshlari paydo bo'ladi. Gap shundaki, tirqishlardan o'tayotganda elektronlar zarrachalar kabi emas, balki to'lqinlar kabi harakat qila boshlaydilar (xuddi fotonlar, yorug'lik zarralari, bir vaqtning o'zida to'lqinlar bo'lishi mumkin). Keyin bu to'lqinlar fazoda o'zaro ta'sirlashib, bir joyda bir-birini zaiflashtiradi va qayerdadir bir-birini kuchaytiradi va natijada murakkab rasm o'zgaruvchan yorug'lik va quyuq chiziqlar.

Bunda tajriba natijasi o'zgarmaydi va agar elektronlar tirqishdan uzluksiz oqimda emas, birma-bir o'tkazilsa, hatto bitta zarracha ham bir vaqtning o'zida to'lqin bo'lishi mumkin. Hatto bitta elektron bir vaqtning o'zida ikkita tirqishdan o'tishi mumkin (va bu kvant mexanikasining Kopengagen talqinining muhim qoidalaridan yana biri - ob'ektlar bir vaqtning o'zida o'zlarining "odatiy" moddiy xususiyatlarini ham, ekzotik to'lqin xususiyatlarini ham ko'rsatishi mumkin).

Ammo kuzatuvchi haqida nima deyish mumkin? Garchi u bilan allaqachon murakkab voqea yanada murakkablashdi. Bunday tajribalarda fiziklar elektron tirqish orqali o'tadigan asboblar yordamida tuzatishga harakat qilganda, ekrandagi rasm keskin o'zgarib, "klassik" bo'lib qoldi: yoriqlar qarshisida ikkita yoritilgan maydon va o'zgaruvchan chiziqlar yo'q.

Elektronlar kuzatuvchining nigohi ostida o'zlarining to'lqin tabiatini ko'rsatishni xohlamaganga o'xshaydi. Oddiy va tushunarli rasmni ko'rish uchun uning instinktiv istagiga moslashtirilgan. Mistikmi? Aniqroq tushuntirish mavjud: tizimni hech qanday kuzatish unga jismoniy ta'sir qilmasdan amalga oshirilmaydi. Ammo biz bu mavzuga birozdan keyin qaytamiz.

Isitilgan fulleren

Zarrachalar diffraktsiyasi bo'yicha tajribalar nafaqat elektronlarda, balki ancha kattaroq ob'ektlarda ham o'tkazildi. Masalan, fullerenlar o‘nlab uglerod atomlaridan tashkil topgan yirik, yopiq molekulalardir (masalan, oltmishta uglerod atomidan iborat fulleren shakli bo‘yicha futbol to‘piga juda o‘xshash: besh va olti burchakli burchaklardan tikilgan ichi bo‘sh shar).

Yaqinda Vena universitetida professor Zaylinger boshchiligidagi guruh bunday tajribalarga kuzatish elementini kiritishga harakat qildi. Buning uchun ular harakatlanuvchi fulleren molekulalarini lazer nuri bilan nurlantirdilar. Shundan so'ng, tashqi ta'sir bilan qizdirilgan molekulalar porlay boshladi va shu tariqa kuzatuvchi uchun kosmosdagi o'z o'rnini muqarrar ravishda ochib berdi.

Ushbu yangilik bilan birga molekulalarning xatti-harakati ham o'zgardi. To'liq kuzatuv boshlanishidan oldin, fullerenlar to'siqlarni muvaffaqiyatli bosib o'tishdi (ko'rsatilgan). to'lqin xususiyatlari) oldingi misoldagi elektronlar shaffof bo'lmagan ekrandan o'tayotgani kabi. Ammo keyinchalik, kuzatuvchining paydo bo'lishi bilan, fullerenlar tinchlanib, materiyaning mutlaqo qonunga bo'ysunadigan zarralari kabi harakat qila boshladilar.

Sovutish o'lchami

Kvant olamining eng mashhur qonunlaridan biri Heisenberg noaniqlik printsipi: kvant ob'ektining o'rni va tezligini bir vaqtning o'zida aniqlash mumkin emas. Biz zarrachaning impulsini qanchalik aniq o'lchasak, uning o'rnini shunchalik aniqroq o'lchay olmaymiz. Ammo mayda zarralar darajasida ishlaydigan kvant qonunlarining ishlashi bizning yirik makro ob'ektlar dunyosida odatda sezilmaydi.

Shu sababli, AQShdan professor Shvab guruhining yaqinda o'tkazgan tajribalari kvant effektlari bir xil elektronlar yoki fulleren molekulalari (ularning xarakterli diametri taxminan 1 nm) darajasida emas, balki biroz ko'proq aniqroq ob'ektda - mayda alyuminiy chiziqda namoyon bo'ladi.

Ushbu chiziq ikkala tomonga o'rnatildi, shunda uning o'rtasi to'xtatilgan holatda va tashqi ta'sir ostida tebranishi mumkin edi. Bundan tashqari, chiziq yonida uning o'rnini yuqori aniqlik bilan qayd eta oladigan qurilma bor edi.

Natijada eksperimentchilar ikkita qiziqarli effektni aniqladilar. Birinchidan, ob'ektning holatini har qanday o'lchash, chiziqni kuzatish buning uchun izsiz o'tmadi - har bir o'lchovdan keyin chiziqning holati o'zgardi. Taxminan aytganda, eksperimentchilar chiziqning koordinatalarini katta aniqlik bilan aniqladilar va shu bilan Heisenberg printsipiga ko'ra uning tezligini va shuning uchun keyingi pozitsiyasini o'zgartirdilar.

Ikkinchidan, bu juda kutilmagan, ba'zi o'lchovlar ham chiziqning sovishiga olib keldi. Ma'lum bo'lishicha, kuzatuvchi faqat o'zining mavjudligi bilan ob'ektlarning jismoniy xususiyatlarini o'zgartirishi mumkin. Bu mutlaqo aql bovar qilmaydigan ko'rinadi, lekin fiziklarning ishonchiga ko'ra, aytaylik, ular yo'qotishmagan - endi professor Shvabning guruhi kashf etilgan effektni sovutish elektron zanjirlarida qanday qo'llashni o'ylaydi.

Muzlatish zarralari

Ma'lumki, dunyoda beqaror radioaktiv zarralar nafaqat mushuklar ustida tajriba o'tkazish uchun, balki o'z-o'zidan ham parchalanadi. Bundan tashqari, har bir zarracha o'rtacha umr ko'rish muddati bilan tavsiflanadi, ma'lum bo'lishicha, kuzatuvchining nigohi ostida ko'payishi mumkin.

Ushbu kvant effekti birinchi marta 1960-yillarda bashorat qilingan va uning yorqin eksperimental tasdig'i 2006 yilda guruh tomonidan chop etilgan maqolada paydo bo'lgan. Nobel mukofoti laureati Massachusets texnologiya institutining fizika fanidan Volfgang Ketterle.

Ushbu ishda biz beqaror qo'zg'aluvchan rubidiy atomlarining parchalanishini (asosiy holatdagi rubidiy atomlariga va fotonlarga parchalanishini) o'rgandik. Tizimni tayyorlashdan so'ng darhol atomlarning qo'zg'alishi kuzatila boshlandi - ular lazer nurlari bilan yoritilgan. Bunda kuzatish ikki rejimda amalga oshirildi: uzluksiz (kichik yorug'lik impulslari tizimga doimiy ravishda kiritiladi) va impulsli (tizim vaqti-vaqti bilan kuchliroq impulslar bilan nurlanadi).

Olingan natijalar nazariy prognozlarga juda mos keladi. Tashqi yorug'lik effektlari haqiqatan ham zarrachalarning parchalanishini sekinlashtiradi, go'yo ularni asl holatiga qaytaradi, parchalanish holatidan uzoqda. Bunday holda, o'rganilayotgan ikkita rejim uchun ta'sirning kattaligi ham bashoratlarga to'g'ri keladi. Va beqaror qo'zg'aluvchan rubidiy atomlarining maksimal ishlash muddati 30 barobarga uzaytirildi.

Kvant mexanikasi va ong

Elektronlar va fullerenlar o'zlarining to'lqin xususiyatlarini ko'rsatishni to'xtatadilar, alyuminiy plitalari soviydi va beqaror zarralar parchalanishida muzlashadi: kuzatuvchining qudratli nigohi ostida dunyo o'zgarmoqda. Atrofimizdagi dunyo ishida ongimiz ishtirok etishining dalili nima emas? Balki Karl Yung va Volfgang Pauli (avstriyalik fizik, Nobel mukofoti laureati, kvant mexanikasining kashshoflaridan biri) fizika va ong qonunlarini bir-birini to‘ldiruvchi qonunlar sifatida ko‘rish kerak, deganlarida to‘g‘ri bo‘lgandir?

Shunday qilib, burchni tan olish uchun faqat bir qadam qoldi: atrofdagi butun dunyo bizning ongimizning mohiyatidir. Qo'rqinchlimi? ("Siz haqiqatan ham Oy faqat unga qaraganingizda mavjud deb o'ylaysizmi?" Eynshteyn kvant mexanikasi tamoyillarini sharhladi). Keyin yana fiziklarga murojaat qilishga harakat qilaylik. Bundan tashqari, in o'tgan yillar ular kvant mexanikasining Kopengagen talqinini, uning o'rniga boshqa, juda oddiy va ishonchli atama - dekogerentlik bilan almashtirilgan funktsiya to'lqinining sirli qulashi bilan kamroq va kamroq ma'qullashadi.

Gap shundaki, kuzatuv bilan tasvirlangan barcha tajribalarda eksperimentchilar muqarrar ravishda tizimga ta'sir qilishdi. U lazer bilan yoritildi, o'lchash asboblari o'rnatildi. Va bu umumiy, juda muhim printsip: siz tizimni kuzata olmaysiz, u bilan o'zaro ta'sir qilmasdan uning xususiyatlarini o'lchay olmaysiz. O'zaro ta'sir mavjud bo'lgan joyda esa xususiyatlarning o'zgarishi mavjud. Ayniqsa, kvant jismlarining kolossusi kichik kvant tizimi bilan o'zaro ta'sir qilganda. Shunday qilib, kuzatuvchining abadiy, buddist betarafligi mumkin emas.

Aynan shu narsa "dekogerentlik" atamasini tushuntiradi - bu tizimning boshqa, katta tizim bilan o'zaro ta'sirida uning kvant xususiyatlarini buzish nuqtai nazaridan qaytarilmas jarayon. Bunday o'zaro ta'sir jarayonida kvant tizimi o'zining asl xususiyatlarini yo'qotadi va klassik bo'ladi, katta tizimga "bo'ysunadi". Bu Shredingerning mushuki bilan paradoksni tushuntiradi: mushuk shunchalik katta tizimki, uni dunyodan ajratib bo'lmaydi. Fikrlash tajribasini o'rnatish mutlaqo to'g'ri emas.

Qanday bo'lmasin, ongni yaratish akti sifatidagi voqelik bilan solishtirganda, dekogerentlik ancha xotirjamroq ko'rinadi. Ehtimol, hatto juda xotirjam. Axir, bu yondashuv bilan butun klassik dunyo bitta katta dekoherent effektga aylanadi. Va bu sohadagi eng jiddiy kitoblardan birining mualliflariga ko'ra, "dunyoda zarrachalar yo'q" yoki "asosiy darajada vaqt yo'q" kabi bayonotlar ham mantiqan bunday yondashuvlardan kelib chiqadi.

Ijodiy kuzatuvchimi yoki qudratli dekoherentlikmi? Siz ikkita yomonlikdan birini tanlashingiz kerak. Ammo esda tuting - endi olimlar bizning fikrlash jarayonlarimiz asosida juda mashhur kvant effektlari yotganiga tobora ko'proq ishonch hosil qilishmoqda. Demak, kuzatish qayerda tugasa va haqiqat boshlanadi - har birimiz tanlashimiz kerak.