Inteligencia artificial Sentido común - Ciencia - Borrador cuántico

Suponiendo que el haz de luz está compuesto de partículas clásicas y que el haz de luz se dispara hacia dos rendijas paralelas, entonces se debe observar la suma de los dos patrones de rendijas simples en la pantalla de detección. Sin embargo, este no es el caso, como se muestra en la imagen a continuación, en la pantalla bronceada se puede ver una serie de franjas brillantes entrelazadas con franjas oscuras. A principios del siglo XIX, el científico británico Thomas Young propuso formalmente este experimento, también conocido como "experimento de Thomas Young".

Este fenómeno se puede explicar si la luz se considera una onda, como se muestra a continuación.

Sin embargo, si debilitas gradualmente el haz, eventualmente encontrarás que el patrón de interferencia está formado por muchos puntos pequeños, lo que nuevamente indica la naturaleza partícula de la luz.

La conclusión científica final es que los fotones tienen dualidad onda-partícula.

Las dos características de las ondas y las partículas son el principio de complementariedad cuántica, es decir, una tiene la una sin la otra, una tiene la otra sin la otra.

Las ondas pueden pasar por ambas rendijas al mismo tiempo, pero las partículas sólo pueden pasar por una de las rendijas. Si intentamos observar si un fotón pasa a través de una doble rendija, el fotón se comporta como una partícula y se detecta normalmente, pero al mismo tiempo el patrón de interferencia en la pantalla detrás de nosotros desaparece mágicamente.

Asimismo, aunque el fotón pase por las dobles rendijas como una onda, los puntos que aparecen en la pantalla son el resultado de la superposición de ondas y partículas que colapsan en partículas.

Si el fotón se comporta como si pasara por un camino hacia el detector, entonces debe ingresar al dispositivo de doble rendija como una partícula; si el fotón se comporta como si pasara por dos caminos indistinguibles, luego debe entrar en el dispositivo de doble rendija en forma de onda.

Aquí se produce una paradoja: si se cambia la configuración experimental mientras el fotón está en vuelo, el fotón cambiará su "decisión" original sobre si es una onda o una partícula. Cuando estos supuestos se aplican a los equipos en el espacio interestelar, las decisiones finales en la Tierra sobre cómo observar los fotones pueden resultar opuestas a las decisiones tomadas hace millones o incluso miles de millones de años.

Sin embargo, cuando un fotón está en vuelo, si lo consideramos como una superposición desconocida de estados, puede aparecer como una onda o como una partícula, entonces esta vez se puede explicar la paradoja.

En 1982, dos científicos, Scully y Druel, propusieron un experimento para eliminar la información de la trayectoria del fotón después de obtenerla, permitiendo finalmente que las franjas de interferencia reaparecieran. Es decir, se pueden observar las propiedades de las partículas (información de trayectoria) de los fotones y luego borrar las observaciones para que aparezcan nuevamente como franjas de interferencia onduladas.

La versión más sencilla de este experimento es esta.

Como puede ver en la Figura A a la izquierda, se conoce la trayectoria exacta del fotón. El fotón azul hacia arriba en la esquina superior derecha pasa a través del espejo en la esquina inferior derecha, y el fotón rojo. en la esquina derecha pasa a través del espejo en la esquina superior izquierda.

Pero en la imagen B de la derecha, la ruta exacta del fotón no está clara porque el divisor de haz en la esquina superior derecha vuelve a ofuscar la información de la ruta.

En pocas palabras, ①② de la imagen A no puede obtener franjas de interferencia, mientras que ③④ de la imagen B puede obtener franjas de interferencia.

Si observas el fotón en x o y, también puedes confirmar el camino que tomó el fotón, pero esta información será borrada por el espectroscopio en la esquina superior derecha y no afectará las franjas de interferencia obtenidas en ③④.

El experimento de la doble rendija y muchos experimentos cuánticos no sólo ocurren sobre fotones, sino que muchos fenómenos cuánticos también ocurren sobre más partículas (electrones, neutrones, átomos) e incluso a nivel molecular, como por ejemplo 60 átomos de carbono. La bola de Buck (es decir, la molécula de fullereno C60), en el espacio, es probable que sea el origen de la vida en la Tierra.

Nuestro mundo también está cuantizado, pero el colapso de innumerables funciones de onda cuántica en el mundo macroscópico produce una determinada trayectoria del balón de fútbol, ​​y esta trayectoria es infinitamente cercana al 100% en la realidad, por lo que simplemente no podemos Es imposible observar un balón de fútbol pasando por dos puertas al mismo tiempo.

La complejidad de la vida incluye sin duda la complejidad de las células, que están compuestas por moléculas. La función de una célula depende de las propiedades químicas de sus moléculas, que dependen del número y mecanismo de los electrones. En última instancia, el mecanismo de la vida se originó en el mundo cuántico, y el funcionamiento del mundo entero está impulsado por la teoría cuántica.

¿Qué es exactamente la cuántica? Este es todavía un misterio sin resolver. Además de la dualidad onda-partícula, ¿hay más posibilidades desconocidas? Quizás lo cuántico sea solo la proyección de un objeto en el espacio y el tiempo de alta dimensión en nuestro mundo. Sigue pasando a través de nuestro espacio y tiempo tridimensionales para formar el mundo tal como lo conocemos.

FIN