Модель Nadle TF3-1 — это модульный самокат 3-в-1, разработанный в Китае. Он может превращаться в беговел, трёхколёсный велосипед или классический самокат благодаря системе вращения конструкции на 360°. Идея проста: одно устройство сопровождает ребёнка на разных этапах развития.
Само яйцо листозавра было найдено ещё в далёком 2008 году.
Изучить содержимое находки смогли только сейчас с помощью мощного синхротрона. Полученные снимки показали, что зародыш погиб прямо внутри яйца, т.к. две половинки нижней челюсти ещё не сраслись, а значит питаться самостоятельно не мог.
А вот так он должен был выглядить взрослым:
Кузнечик зеленый, чтобы хищникам было труднее заметить его в зеленой траве. Кузнечик вкусный и незащищенный. Если родится кузнечик-мутант, менее похожий по цвету на траву, чем другие кузнечики, то птицы его заметят и склюют, и он не оставит потомства. А если появится кузнечик-мутант, который еще больше похож на траву, чем все прочие кузнечики, то склюют других, а он выживет и оставит потомство, которое унаследует его окраску. С каждым поколением количество потомков этого мутанта будет расти, а численность «обычных» кузнечиков будет снижаться, потому что птицы будут находить их первыми. И через какое-то количество поколений мы увидим, что все кузнечики этого вида стали такими, как наш мутант. Потому что остались в живых только его потомки, а всех остальных склевали. Теперь нужно будет подождать, пока случайно появится новый мутант, которого еще труднее разглядеть в траве. И так далее. Так случайные мутации и естественный отбор постепенно создают защитную (маскирующую) окраску у животных.
Теперь займемся божьей коровкой. В отличие от кузнечика, она хорошо защищена, потому что она невкусная и даже ядовитая. Но молодые птицы, никогда не пробовавшие божьей коровки, этого не знают. И по незнанию пробуют склевать божью коровку. Потом, конечно, птица плюется, раскаивается в своем поступке и думает: «Больше таких жучков клевать не буду!» Но наш жучок уже погиб. Правда, он погиб не зря: ценой своей жизни он научил птицу, что божьих коровок лучше не трогать. Он спас жизни других божьих коровок, в том числе своих братьев, сестер, детишек и внуков. Вот почему божьим коровкам выгодно быть яркими, хорошо запоминающимися. Если бы они были тусклыми, блеклыми, мало отличающимися от тысяч других (вкусных) жучков, если бы их трудно было запомнить и научиться отличать от других жучков, то каждая птица в процессе «обучения» убивала бы много божьих коровок. Яркая окраска божьей коровки нужна для того, чтобы птицы быстрее усваивали урок.
Если появится коровка-мутант, более тусклая, чем ее собратья, то ее жизнь будет в большой опасности, потому что птица подумает: «Может, это и не божья коровка, она какая-то тусклая, попробую-ка я ее клюнуть». А если появится божья коровка-мутант с тем же узором, но еще более ярким, то такой жук может получить преимущество, потому что птицы будут от него шарахаться, думая: «Вот это уж коровка так коровка, такая яркая!» Так случайные мутации и естественный отбор создают предупреждающую окраску у животных. Характер такой окраски зависит в первую очередь от того, как работает мышление и память хищников, какие цвета и узоры лучше привлекают их внимание и быстрее запоминаются.
1. Француз, который пытался изобрести парашют. Он погиб, когда решил доказать, что его изобретение работает, и спрыгнул с Эйфелевой башни. Причем, перед этим он провел множество экспериментов, и все они провалились. В принципе, то, что он испытывал, не было парашютом в классическом понимании. Скорее, это был вингсьют, на котором надо планировать. Историки считают, что первый современный парашют был успешно испытан в 1783 году, однако чертежи парашютов появились еще в 1400-х годах.
2. Томас Митгли-младший. Проталкивал использование этилированного бензина и фреонов. Заболев полиомиелитом, он создал себе систему шкивов и рычагов, которые помогали ему вставать с кровати. В возрасте 55 лет он умер, запутавшись в своем собственном устройстве, которое его задушило. Кстати, есть исследование, которое доказывает, что общий уровень интеллекта людей, живущих вблизи дорог, упал, когда в машины стали заливать этилированный бензин.
3. Макс Валье пытался использовать ракетное топливо на основе спирта. Оно взорвалось в его лаборатории и убило его.
4. Мария Кюри не открывала радий, но занималась его исследованием, что в итоге привело к смерти. Ее тело было настолько радиоактивно, что его положили в гроб со свинцовыми стенками.Гроб лежит в пантеоне в Париже, а ее лаборатория и научные журналы до сих пор крайне радиоактивны.
5. Тот индус, который проводил летные испытания своего собственного самодельного вертолета. Ему размозжило голову винтом. Хвостовой винт сломался, ударил по несущему винту, который переломился, и одна лопасть влетела в кабину. Да, самодельный вертолет это штуковина, с которой может возникнуть масса проблем.
6. Не изобретатель сегвея, а владелец компании Segway Джимми Хэсслдэн случайно съехал с обрыва на своем сегвее. Это было еще до появления электросамокатов.Я помню, как непосредственно перед появлением сегвеев в новостях только и говорили, что это будет революционная технология. Да много чего тогда говорили. О бесплатной энергии, о машинах на воздушной подушке, о том, что города будут перестроены вокруг этой технологии, больше не будет дорог и так далее и тому подобную всякую безумную чушь. Потом появился сегвей. Короче говоря, это было огромное разочарование после всей этой шумихи.
7. Речь не про смерть, но все же. Девушка основателя сайта знакомств Match. Com Гэри Крэймона ушла к мужчине, с которым она познакомилась на Match. Com.
8. Хоррис Ханли, который убил себя и кучу других людей, находясь на подводной лодке. На тот момент Ханли вместе с инженерами Джеймсом Мак-Клинтоком и Бакстером Уотсоном сконструировали подводную лодку Пионер.Чтобы предотвратить ее захват, подводную лодку пришлось затопить во время испытаний на озере Пончертрейн, когда Новый Орлеан пал перед войсками союзников в начале 1862 года. Вторую подводную лодку отбуксировали в Форт Морган и попытались атаковать с ее помощью вражеские корабли. Но из-за плохих погодных условий в устье залива Мобил подводная лодка затонула. Тогда погибло 5 членов экипажа из-за попадания воды в открытые люки.15 октября 1863 года Ханли принял командование во время регулярных учений. Судно снова затонуло, и на этот раз все 8 членов экипажа погибли, включая самого Ханли. Позже подлодку подняли и вновь использовали в бою в 1864 году. Это было первое в истории военно-морского флота успешное потопление вражеского судна подводной лодкой.Данная операция оказалась роковой и для самой лодки Ханли, которая затонула и снова погубила весь экипаж.
9. Один безбашенный дед погиб после падения самодельной ракеты, которую он сам запустил во время съемок какой-то передачи. Он пытался доказать, что Земля плоская. Потом парень, который писал для его сайта статьи, сказал, что дед не был плоскоземельщиком. Он просто выдавал себя за такого ради славы и сбора донатов.
Подборки, которые вы больше нигде не найдете, можете прочитать на моем канале https://t.me/realhistorys
Мой канал «Клубничный переполох» https://t.me/erosstoris
Мой канал с подборками интересных фактов https://t.me/actualfacts
Мой канал о кошках https://dzen.ru/o_koshkah
Мой канал с переводами рассказов зарубежных писателей https://boosty.to/webstrannik
Всем удачного дня!
Тот, что продаётся в канц товарах мы знаем с детства - клеим им бумагу картон, а я даже делал значки - плотная бумага, кривой детский рисунок цветными ручками, скрепка в качестве застёжки, а с лицевой тороны заливаем аккуратно этим самым клеем(образует эдакую слабенькую линзу, не растекается) и сушим несколько дней.
Но сейчас нечь идёт о других применениях силикатного клея, который называется "жидкое стекло" и за копеечку маленькую продаётся в хозмагах. Представляет из себя водный раствор смеси из K2O(SiO2)n и Na2O(SiO2)n. Данный раствор на самом деле образует целый комплекс различных соединений - описывать - это отдельная громадная статья, мало кому понятная и интересная, т.к. содержит много нецензурно-химической лексики.
Применений море:
1. Пропитка древесины, стен перед оклейкой, тканей имеет не только сильный антибактериальный эффект, но и увеличивает огнеупорность данных материалов.
2. Пропитка делает материалы более гидрофобными(т.е плохо смачиваются) - так же пользительное свойство при строительстве
3. Используется в качестве "керамического" покрытия ЛКП авто (или является основным компонентом данных покрытий) - жидкое стекло не только заливает микротрещины и царапки, что улучшает внешний вид ЛКП, но покрытие становится гидрофобным. А т.к. на авто попадает не дистиллированная вода, а грязь, в смеси солей, дождевая вода так же имеет не нулевой Ph - это эффективная защита от возможной коррозии.
4. Используют при ремонте/реставрации мебели из дерева (как клей, так и востанновление прозрачных покрытий)
5. Ну и, на мой взгляд самое пользительное применение - добавка жидкого стекла в бетон.
Про ентот пункт я поподробнее расскажу, т.к. им пользовался как мой отец, так и я сам.
И так. Снимаем квартиру-двушку на две семьи с мелкими детьми. Чугуниевая ванна имеет щель в палец толщиной и до двух в углах между ванной и стеной в кафельной плитке. Естественно что душ, что купание в ванной заканчивается ползанием под ванной с тряпкой - классное дополнение к удовольствиям водных процедур. Герметиком не выйдет - слишком большое расстояние, вкладывать какой-либо пластик и заливать герметиком, то же не интересно. Вспомнил отца, купил кило цемента и пять литров жидкого стекла (которое оказалось дешевле килограмма цемента), с детской площадки немного песка, в трёхлитровом ведёрце из-под селёдки замешиваю раствор (благо на баклажке была хорошая инструкция мелким шрифтом). Согласно инструкции сделал достаточно жидкий раствор и влил туда, внимание, всего два колпачка жидкого стекла и начал активно размешивать. Раствор знатно нагрелся и загустел до уровня пластилина. Вот ентим и замазал эти щели. Т.к. мы были не особо богаты - всё делал руками, никакого мастерка и пр не покупал (дешман ремонт). Естественно, как я ни старался - шов оказался не очень аккуратным.
На следующее утро проверил - с этого цементного шва вода просто капельками стекала нифига не смачивая цемент, а потом решил сбить молотком свои огрехи - хрена с два. Прочность цемента дикая, на молотке оставляет отметины, а открашивается совсем чуть-чуть. Сильнее бить не стал - жалко эмаль ванной и боялся что весь шов гдето в далеке от удара может треснуть.
Что же как отец использовал это жидкое стекло? Первая половина 80х, переезд, колхозный заброшенный дом (жить можно но пахать и пахать там). Нужен погреб, т.к. старый затоплен и наполовину осыпался. Отец выбрал место, выкопал котлован под погреб, уложил изнутри кирпичом и обычным цементом. Первый же год показал - кладка течёт. Долго в то время искал это самое жидкое стекло, нашёл. Изнутри заштукатурил кладку бетоном с жидким стеклом, так же и пол сделал. Появилась испарина, стекающая на пол. Пришлось долбить выемку под слив в полу и делать трубу выяжку наулицу - всё, погреб идеален. Влаги нет, а влага от картофана стекает в колодец + проветривание есть. Картошка лежала на деревянном настиле (без пропитки стеклом - не подсказал ему никто, а тырнетов небыло от слова совсем) + парочка закутков под морковку и бураки.
Погреб пахал верой и правдой с десяток лет, пока сужествовала моя родительская семья, до 94 года...
З.Ы. Уверен, что для "жидкого стекла" есть ещё туча применений - накидывайте их в комментах, ну или отдельным постом, если есть что рассказать по опыту его применения - буду очень рад расширить свой кругозор и практические познания.
Протон - это одна из базовых частиц материи, которую традиционно представляют как комбинацию трёх кварков. Но современная физика показала, что картина куда более сложная. Внутри протона происходят разные процессы, порождающие необычные структуры.
Мы уже беседовали на тему того, что современная наука сделала огромный шаг от того, что протон был простым "мячиком", до сложной системы квантового уровня, которая, вероятнее всего, должна описываться как процесс, а не частица.
Стоит ли при этом удивляться, что у протона обнаружились так называемые "экзотические состояния". Давайте разбираться что это вообще такое и почему оно чрезвычайно интересно для науки?
Начнём с самых основ. Классическая модель протона - это три кварка, удерживаемые вместе сильным взаимодействием. Но в реальности внутри постоянно возникают и исчезают частицы, образуя временные и сложные конфигурации. Многие из них отличаются от той единственной конфигурации, которые мы привыкли видеть в учебниках.
Учёные называют такие структуры экзотическими, потому что они выходят за рамки привычного трёхкваркового состава.
Парадоксально тут и другое - сама стабильность протона и его якобы неспособность распадаться описывается через удачную кварковую конфигурацию. При этом мы уже обсуждали, что одиночных кварков ученым наблюдать пока не приходилось и многие описывают через это и стабильные состояния.
Полезно посмотреть моё видео по теме, оно точно ответит на все вопросы:
Итак, экзотическое состояние - это всё тот же протон, но с другим количеством кварков внутри или включающий в состав глюоны, проявляющие свойства. Среди экзотических состояний особенно ярко выделяются:
Эти экзотические частицы долгое время были лишь теоретическими предсказаниями. Но лишь в последние годы учёным удалось обнаружить их в экспериментах.
Как объяснить их существование? Вопрос хороший. Пожалуй пока лишь тем, что мы не понимаем реальное устройство протона.
Внутри протона постоянно появляются и исчезают пары кварков и антикварков (виртуальные частицы). Это похоже на бурлящий океан из частиц и полей, которые не статичны, а постоянно меняются. Такие процессы позволяют формироваться временным экзотическим состояниям, например, пентакваркам (четыре кварка и один антикварк). Эти состояния могут быть короткоживущими, но достаточно стабильными, чтобы их можно было обнаружить в экспериментах.
При столкновениях частиц (например, в коллайдерах) протон может перейти в возбужденное состояние, где кварки и глюоны находятся в необычной конфигурации. Эти возбуждённые состояния часто проявляются как новые частицы - резонансы с определённой массой и временем жизни. Некоторые из них соответствуют экзотическим конфигурациям, которые не вписываются в классическую схему «три кварка». Похоже из этого супа частиц всё и начинается.
Существование экзотических состояний протонов предсказывали различные модели КХД и кварковые модели. Теперь это стало реальностью.
Экзотические состояния протона обычно имеют большую массу по сравнению с обычным протоном, поскольку внутри них присутствует большее количество кварков и глюонов, а также интенсивные взаимодействия между ними создают дополнительную энергию.
Подобные конфигурации нестабильны и существуют очень короткое время.
В экзотических состояниях могут возникать необычные спины, изоспины и другие квантовые характеристики, которые не встречаются у стандартного протона. Такие состояния могут по-разному взаимодействовать с фотонами, мезонами и другими адронами. Иногда их взаимодействие ведёт к появлению новых каналов распада или особых реакций, не характерных для обычных протонов.
Экзотические конфигурации изменяют внутреннее распределение электрического заряда и магнитного момента протона, что может проявляться в измерениях формы и структуры протона при высоких энергиях.
Коллайдер
Логичный вопрос, что если кварковый состав отличается, то почему всё это ещё протон? Это не так-то и сложно. Когда учёные обнаруживают новые частицы или необычные состояния в эксперименте, они анализируют:
Протоны очень хорошо изученные частицы, и их масса и свойства известны с высокой точностью.
Когда в экспериментах видят частицу с массой и квантовыми числами, близкими к протону, и при этом с необычными дополнительными признаками (например, наличием пентакваркового компонента), это даёт основание назвать её «экзотическим состоянием протона».
Также эксперименты используют разные методы, чтобы «заглянуть внутрь» адронов - например, рассеяние электронов на протонах или столкновения в коллайдерах. На основе данных о поведении и взаимодействиях частиц делают выводы о том, что это именно протон (или его экзотическое состояние), а не какая-то другая частица.
Изучение экзотических состояний помогает глубже понять природу сильного взаимодействия - одной из фундаментальных сил, связывающей кварки. Также эти открытия расширяют наше представление о возможных формах материи и сложностях, скрывающихся в микромире.
Картинка на обложку
Кроме того, внутри самого протона могут существовать короткоживущие экзотические конфигурации, которые влияют на его физические свойства - например, массу и спин. Это можно применять на практике для изменения параметров протона.
В 2015 году учёные на Большом адронном коллайдере обнаружили частицы с пятью кварками - пентакварки. Этот экспериментальный успех подтвердил, что квантовый мир намного богаче и разнообразнее, чем казалось ранее.
10 блюд из насекомых со всего мира. Приятного аппетита просмотра:
Было бы очень удобно полагать, что частицы обладают собственным разумом. Это объяснит их своеобразное поведение и позволит комментировать парадоксы, с которыми мы порой сталкиваемся в физике частиц. Идея эта порой проскакивает.
Что же, вопрос скорее философский. Правильный ответ один - а мы не знаем и вряд ли в ближайшее время точно узнаем. Наука не в полном объёме понимает смысл "разумности существа" или не знает, чем отличается живое от неживого. Всё это скорее мировоззрение и мы не можем с большой уверенностью сказать ни что частицы разумные, ни наоборот. Но нам следует оперировать тут физическими понятиями. Мы ведь, вроде как, тут про физику. Поэтому, давайте ковырять вопрос с этой стороны.
Вопрос точно не глупый, как сейчас многие напишут в комментариях. Поэтому, если вы думаете о таком и переживаете, что уходите от науки, то скажу обратное - вы, напротив, приближаетесь к науке. Физика - это постоянное сомнение и поиск ответов. Такие гипотезы тоже уместны и интересны.
Ранние модели атома (включая визуализации атома как миниатюрной солнечной системы) весьма наводящие на размышления, подразумевают, что это логичные мысли.
Но идея разумной жизни, существующей внутри субатомных частиц, таких как протоны, нейтроны и электроны, не поддерживается современным научным пониманием.
Субатомные частицы являются фундаментальными компонентами материи и не обладают характеристиками, обычно связанными с жизнью или интеллектом, такими как сознание, самосознание или способность реагировать на стимулы.
Можно обратиться к квантовой физике с её невероятными эффектами и явлениями. Тогда разумность объекта очень неплохо бы объяснила всякие интересные штуки, типа парадокса наблюдателя. Оно ведь логично... Частица сама смотрит, измеряют ли её, и выбирает подходящую линию поведения. Но увы, квантовая механика отрицает такой подход.
Давайте рассмотрим проблему на примере электрона. Прежде всего, представление о том, что электрон подобен миниатюрной планете, вращающейся вокруг своего атома, как будто это миниатюрное солнце, является целиком и полностью неверным. Мы это много раз уже обсуждали на канале.
На самом деле, за редкими исключениями тех моментов, когда мы взаимодействуем с ним с помощью специально разработанных инструментов, электрон даже не имеет четко определенного положения! И он не вращается вокруг атома в каком-либо классическом смысле, хотя вполне верно, что у него есть кинетическая энергия и импульс.
Но есть и другое, еще более важное обстоятельство, которое можно описать в виде простого вопроса: сколько параметров необходимо для полного описания физического состояния электрона? (Неважно, что эти параметры не являются числовыми и не поддаются классическому измерению.) А сколько параметров необходимо для описания планеты? Другими словами, сколько степеней свободы у электрона и у планеты?
У электрона очень мало степеней свободы. Напротив, у планеты, состоящей из множества мелких частей, их огромное количество.
И откуда мы знаем, что внутри электрона нет дополнительных степеней свободы, которые нам не известны? Мы знаем это из квантового поведения электрона. Единственная причина, по которой электрон может вести себя так, как он себя ведет, заключается в том, что у него очень мало степеней свободы. Ему не из чего выбирать. Если есть два варианта спина (как пример), то выбрать можно только из них. Не слишком ли низкая вариативность?
Теперь вспомните современные нейросети, которые чем-то напоминают сознание и стараются имитировать мыслительный процесс человека. Сколько комбинаций возможно в самом плохеньком компьютере, на котором запускается самая простенькая нейросеть? Наверное счёт идёт на миллионы. То есть для того, чтобы имитировать сознание пчелы, нам нужен компьютер, состоящий из миллиона p-n переходов. Это сотни и тысячи вариантов комбинаций. Эти комбинации мы и называем тут степенями свободы.
У электрона этих нескольких степеней свободы просто недостаточно, чтобы закодировать что-то столь сложное, как жизнь, не говоря уже о разумной жизни.
Если бы я думал об электроне и планете как о двух вычислительных устройствах, у планеты был бы огромный объем памяти и хранилища, а у электрона было бы несколько бит, и это все. Существует очень мало информации, которая могла бы поместиться в эти несколько бит.
Разумная жизнь, как мы ее понимаем, требует сложных биологических систем, как правило, основанных на клеточных структурах, нейронных сетях и способности к обработке информации. Субатомные частицы не проявляют этих свойств. Вместо этого они управляются законами квантовой механики и взаимодействуют посредством фундаментальных сил.
Однако концепция интеллекта или сознания на фундаментальном уровне является темой философских дебатов. Некоторые теории в физике и философии предполагают, что сознание может иметь более глубокие связи с тканью реальности, но эти идеи являются спекулятивными и не подтверждены эмпирически. И это вполне уместно. Ведь мы не можем с большой точностью утверждать, что понимаем что есть сознание. В конечном итоге, нельзя сказать, что камень не живой в общем смысле понимания.
Ну и если посмотрите моё видео по теме, то будет здорово - ролик тут.
Давайте отправимся в путешествие к центру...Нет, ни как у Жюль Верна в великолепном произведении... к центру атома. С собой возьмём фотоаппарат. И ладно уж, что фотографировать субатомные частицы не получится, мы хотя бы сделаем их визуализацию и набросаем схемы. Посмотрим на визуализацию протонов, нейтронов, ядра атома и прочих составляющих частей и субатомные частицы. Уверен, что будет интересно!
Атом представляется нам в школьных учебниках как маленькая, аккуратная сфера с электронами, вращающимися вокруг ядра, как планеты вращаются вокруг солнца. Но эта картина – лишь удобное упрощение. В реальности, атом – это гораздо более странный объект и лучше было запомнить модель Шрёдингера, а не Резерфорда.
Он не имеет ни четкой поверхности, ни определенной формы в привычном нам понимании. Но как тогда атом можно называть материальным и что это за материя такая? Разберем этот и сопутствующие вопросы.
Для начала нужно всегда помнить, что абсолютно любая частица находится в непрерывном тепловом движении. Даже при приближении к температуре абсолютного нуля система всё равно продолжает пульсировать в пространстве, хотя движения замедляются и становятся редкими.
Это означает, что абсолютно все субатомные частицы постоянно двигаются. Протоны, нейтроны и электроны - они перемещаются, ползают, двигаются и вращаются. Один только этот факт исключает, что у целого атома будет какая-то постоянная форма и осязаемая поверхность. Но это не самое главное.
Основная причина, по которой у атома нет четкой поверхности, кроется в фундаментальном принципе квантовой механики – принципе неопределенности Гейзенберга. Этот принцип гласит, что мы не можем одновременно точно знать положение и импульс (скорость) электрона. Чем точнее мы определяем положение электрона, тем менее точно мы знаем его скорость, и наоборот.
Ядро атома окружено электронами и это уже неоспоримый факт. Даже самые современные модели описывают это как факт.
Электроны не вращаются вокруг ядра по четким орбитам, как планеты. Вместо этого они существуют в виде “электронных облаков” или “атомных орбиталей” – областей пространства вокруг ядра, где вероятность обнаружения электрона наиболее высока. Эти облака представляют собой распределение вероятностей, а не твердые границы.
Представьте себе вентилятор. Когда он выключен, вы видите отдельные лопасти. Но когда он включен на высокой скорости, лопасти сливаются в размытый диск. Аналогично, электроны, движущиеся с огромной скоростью, создают размытый электронный след, а не четкую поверхность.
Электронные облака не имеют четких границ. Вероятность обнаружения электрона уменьшается с расстоянием от ядра, но никогда не становится строго равной нулю. Это означает, что теоретически электрон может находиться очень далеко от ядра, хотя вероятность этого и невелика.
Таким образом, нельзя сказать, что атом “заканчивается” в какой-то конкретной точке. Где провести границу? Где вероятность обнаружения электрона становится достаточно низкой, чтобы сказать: “Вот здесь атом заканчивается, а дальше – пустота”? Этот вопрос не имеет однозначного ответа.
Более того, некоторые источники утверждают, что "принадлежащий" ядру электрон может с ненулевой вероятностью оказаться на другой части Вселенной. О какой тут форме можно тогда говорить?
Даже если бы у атома была четкая поверхность, она не была бы сферической, как часто изображают. Форма электронных облаков определяется квантовыми числами электронов и может быть весьма сложной.
Существуют различные типы атомных орбиталей, обозначаемые буквами s, p, d, f и т.д. s-орбитали имеют сферическую форму, но p-орбитали имеют форму гантели, а d- и f-орбитали – еще более сложные трехмерные структуры. Форма атомных орбиталей определяет направление химических связей и, следовательно, форму молекул.
Поскольку форма электронных облаков не является сферической, то и “форма” атома, определяемая распределением электронов, не является сферой.
Реальные атомы редко существуют изолированно. Они взаимодействуют с другими атомами, образуя молекулы и твердые тела. Это взаимодействие влияет на распределение электронов и, следовательно, на “форму” атома.
В молекуле атом уже не является изолированной системой. Электронные облака атомов перекрываются и деформируются под влиянием электрических полей, создаваемых соседними атомами. Таким образом, “форма” атома в молекуле отличается от “формы” изолированного атома.
Наконец, стоит помнить о масштабе. Атом чрезвычайно мал. Если представить атом размером с футбольный мяч, то ядро будет размером с горошину в центре поля, а электроны – как пылинки, летающие по стадиону. Большая часть атома – это пустота.
Поэтому на микроскопическом уровне даже само понятие “поверхности” и “формы” теряет свой привычный смысл. Атом – это скорее вероятностное распределение электрического заряда, а не твердый объект с четкими границами.
Субатомные частицы не закреплены на жёстких точках, а больше напоминают конструктор неокуб, который находится в равновесии. Силы взаимодействия заставляют, например, протоны, находиться на некотором расстоянии друг от друга, но сохранять при этом связь. Всё это бурлит, вращается и перемещается. О каких тут точных границах и форме можно вообще говорить.
Атом – это не миниатюрная солнечная система, как нас учили в школе. Это квантово-механический объект, описываемый вероятностными функциями. Он не имеет четкой поверхности, определенной формы или траекторий движения электронов.
Атом – это скорее размытое, вероятностное распределение электрического заряда вокруг ядра. Понимание этой квантовой природы атома – ключ к более глубокому пониманию химии, физики и фундаментальных законов Вселенной. Вместо того, чтобы представлять атом как твердую сферу, лучше думать о нем как о призрачном, динамичном облаке вероятностей, которое формирует реальность, которую мы видим и ощущаем.
То, что мы видим в электронный микроскоп - это лишь некоторый объект, который способен отклонять электроны. Вся область, где есть атома, отклоняет их движение, а потому выглядит, как горошина или точка.
Эту увлекательную беседу мы начнём с того, что обратимся к стандартному пониманию суперпозиции в обычной физике.
В стандартном случае принцип суперпозиции означает, что если у вас есть несколько решений некоторого уравнения, описывающего физическую систему, то любая линейная комбинация этих решений также будет решением этого уравнения.
Звучит довольно путанно, но поможет простой пример. Представьте себе, что вы бросаете два камня в пруд. Каждый камень создает механические волны на поверхности воды. В тех местах, где волны от разных камней встречаются, они накладываются друг на друга (суперпозиционируются) или... если ещё проще...Складываются.
Можно смело сказать, что итоговая волна, которую вы видите на поверхности пруда, является результатом суперпозиции волн от каждого камня. Это линейная суперпозиция, потому что амплитуда результирующей волны в каждой точке является суммой амплитуд волн от каждого источника. Ну и важно отметить, что складывается оно по всем правилам математической обработки результата - плюс складывается с минусом, учитывается направление вектора и так далее. Некоторые почему-то притягивают сюда логику абсолютного значения.
И тут всё хорошо и логично. Но потом мы сталкиваемся с квантовой физикой. Там есть квантовая суперпозиция.
Это совсем другое понятие, хотя логика суммирования тоже может к нему применяться. Нам важно понимать что это такое, потому что суперпозиция - это база для всей квантовой механики.
Начнём с примера. Процитирую, пожалуй, классическое представление проблемы и не менее классический пример.
Представьте, что у вас есть монетка, которая крутится в воздухе. Пока она не упала, нельзя сказать, орёл там или решка – она как бы “и то, и другое сразу”. Вот это и есть квантовая суперпозиция!
В квантовой физике частицы (например, электроны) могут находиться в нескольких состояниях одновременно (например, иметь разный спин или энергию). Пока мы не измерили, в каком именно состоянии частица, она находится в “суперпозиции” всех возможных состояний. Только в момент измерения частица “выбирает” одно конкретное состояние.
Суперпозиция - это как “квантовая неопределенность” до момента наблюдения.
Осознать это в здравом уме не так-то и просто.
Вот и Шрёдингер подумал, что это какой-то бред и привёл легендарный пример с котом. Да, я не устаю напоминать, что кот Шрёдингера был примером того, что квантовая физика - это безумие. Но в историю, как это часто бывает с событиями, он вошёл как милое животное, которое и живое и мёртвое.
Он предложил мысленный эксперимент. В закрытом ящике следует расположить кота и флакон с ядом. Флакон с ядом может быть разрушен, а зависит это от системы срабатывания, которая зависит от вероятности распада частицы. Мы умышленно подбираем такой вариант, когда это фифти-фифти или 50 на 50. Мы сможем узнать, что именно случилось с котом только в том случае, когда откроем ящик. Но до того момента кот сразу и живой, и мёртвый с равно вероятностью. Эксперимент иллюстрирует сразу и эффект наблюдателя, и состояние квантовой суперпозиции.
А теперь прочитайте это ещё раз и попробуйте перенести состояние фифти-фифти на обычную жизнь. Не получается? Именно так! Всё потому, что между квантовой физикой и физикой стандартной (которая нами легко воспринимается) существует серьезный барьер.
По сути любое квантовое событие рассматривается именно как кот в закрытом ящике. Я много раз поднимал эти темы на канале.
Состояние любой квантовой системы описывается квантовой или волновой функцией. Это база. И она не имеет определенного описания конкретного варианта или состояния системы.
Мы получаем результат только в случае наблюдения (парадокс наблюдателя). По сути дела это можно перефразировать, что конкретное состояние из множества вариантов проявляет себя только в момент взаимодействия с системой (это детектирование или что-то аналогичное). Такое взаимодействие принято называть коллапсом волновой функции.
И тут целая вереница интересных размышлений и разбора сопутствующих проблем (например про варианты, которые были у системы или про скрытые параметры). Но не будем пока отвлекаться. Всё это интересно, однако нам нужно познать квантовую суперпозицию.
Очень важно осознать, что квантовая физика отталкивается от математики. Переносить туда знания о макромире не то, чтобы сильно правильно.
Квантовая суперпозиция - это математика и только потом попытка наложить её на физику.
Для того, чтобы в должной мере понимать проблему, полезно изучать историю физики. Но я упрощу вам задачу и сделаю это за вас. Вывод там один - почти все квантовые явления начинаются с математического анализа. Это не физика, в которой встречается математика, это математика, которую потом пытаются найти в реальности и даже частенько находят.
Вот, например, в 1993 году Дон Эйглер и его коллеги из лаборатории IBM Almanden в Сан-Хосе придумали способ реализовать студенческую задачу про частицу в ящике в реальной жизни. Это как раз способ моделирования суперпозиции.
Используя методы манипуляции отдельными атомами (ранее использовавшиеся для написания «IBM» атомами на металлической поверхности и про это было на канале), Эйглер и его команда поместили 48 атомов железа на медный лист таким образом, чтобы образовать твердую стенку радиусом 7,1 нанометра. Затем они инжектировали электроны в эту яму. Используя сканирующий туннельный микроскоп, который может улавливать отдельные электроны с поверхности, они измерили плотность электронов в разных точках загона.
При разных уровнях заполнения загона электронами они могли визуализировать плотности электронов, связанные с отдельными волновыми функциями в загоне. Вы можете прочитать об этом в их оригинальной статье в журнале Science: Crommie, Lutz, and Eigler, Science 262, 218 (1993).
По сути это наблюдение загадочной волновой функции на практике, где электроны вели себя согласно расчёту.
Получается, что как-то доходчиво представить математическую суперпозицию в терминах стандартной физики очень сложно. Механику сюда не притянуть. Лучшим примером остаётся монетка в воздухе, но и тут не всё так просто.
В классической механике объекты всегда имеют определенные значения своих свойств (например, положение или скорость). Суперпозиция просто описывает, как комбинируются значения этих свойств от разных источников.
В квантовой механике, как мы уже обсуждали, суперпозиция означает, что объект не имеет определенного значения свойства до момента измерения. Он находится в “смеси” всех возможных значений. Это принципиальное отличие, которое делает квантовую суперпозицию гораздо более загадочной и контринтуитивной, чем классическую.
Это говорит лишь о том, что не зря квантовые системы отталкиваются от математики, накладывая расчётные состояния на реальность. И можно было бы плеваться и говорить, что это не настоящая физика, но примеров, когда это работает успешно, вполне хватает. Например, в вашем устройстве, на котором вы сейчас читаете текст, есть транзисторы с квантовым туннелированием и это работает.
Дальше нам остаётся спорить про выбор конкретных состояний или про существование истинной случайности, про хаос или детерминированную, но сложную математическую модель и про то, что происходит при детектировании частицы в опыте Юнга. Но это уже совсем другая история.
Было это давно. Когда и трава была зеленее и девки сисястее и я был подростком с незамутненным сознанием.
Прочитал я на то время "Таинственный остров" наше все Жюля Пьеровича Верна. Как там Сайрес Смит из говна и палок нитроглицерин бодяжил. И взыграло ретивое - а я, что, хуже? Ничуть не бывало! Щас замутим и что-нибудь рвонем! Например, школу! Ух!
Что там по рецепту нужно? Селитра, глицерин и серная кислота? Да легко! Глицерин - ближайшая аптека. Правда, на бирке написано "Душистый", но сойдет. Селитра - у нас завод "Азот" под боком, где эту радость сотнями тонн выпускали. Серная кислота - аккумуляторная сойдет? Сойдет!
Итак, все ингридиенты готовы, можно начинать! Место действия: песочница под домом. Лето (это важно), все окна девятиэтажки открыты настежь ибо жара.
В песке вырыта ямка, в нее вкопана литровая колба, честно спижженная из школьного хим.кабинета. В колбу засыпана селитра и глицерин. Вливаем расчетное количество серной кислоты и отбегаем за лавочку. Смотрим, ждем.
Проходит немного времени и... ЧТО ЗА ЧЕРТ???
Из колбы вырывается столб рыжего и донельзя вонючего газа! И продолжает валить!
Все окна в доме спешно захлопываются под акомпанимент нелестных и матерных комментариев жильцов.
Спешно берем ноги в руки и ретируемся от разъяренных соседей, которые вот-вот должны выскочить из подъездных дверей с чем-то тяжелым в руках.
Тусуемся до вечера на районе и грустим о несбыточном.
Уже глубоко потом, перечитав "Общую химию" Глинки понимаем, что гадский Жюль Пьерович сознательно исказил техпроцесс получения убервещества. Там нужно пониженное давление, которое в домашних условиях хрен где взять. Иначе идет реакция с выделением оксида азота. Тот самый рыжий вонючий газ. В простонародье "Лисий хвост". Ни разу не полезный для здоровья, но и не нитроглицерин, который взрывается от комариного пука.
Вот так Жюьль Верн в очередной раз уберег мирных жителей от малолетних химиков. Вывод: читайте учебники, а не беллетристику. В жизни пригодится.
Всем бобра:)
У каждого физического явления есть некоторая скорость. Электрический ток распространяется по проводу не мгновенно, а за некоторое время. Из этого логично предположить, что и у гравитации тоже есть своя скорость. Но если исходить из наблюдений, то складывается впечатление, что такая характеристика вообще не применима к этому понятию.
Если вы больше любите смотреть, чем читать, то могу предложить посмотреть ролик по этой теме на моем канале. Обычно я просто вставляю ролик в статью, но сейчас у некоторых туб тупит.
Ну точно скорость света...
Возьмем, например, яблоко. Да, именно яблоко, ведь этот плод у большинства людей ассоциируется с Ньютоном и гравитацией. Поместим это яблоко в гравитационное поле и заметим, что яблоко сразу поддаётся его воздействию. Как только объект оказывается рядом с другим массивным физическим телом, то они начинают притягиваться. Умозрительно это выглядит как молниеносное проявление взаимодействия. И что-то внутри подсказывает, что иначе просто не может быть.
Поэтому разыграем сценку иначе. В одной далёкой-далёкой галактике, где рядом нет материальных массивных тел, разместим два небесных тел. Насколько быстро они начнут влиять друг на друга и испытывать гравитационное взаимодействие? Настолько быстро, насколько высока скорость гравитации. Ну а все уважаемые читатели моего проекта наверняка помнят, что "мгновенно" себя проявляет только квантовая запутанность и потому оно "чёртово дальнодействие". И то там очень много подводных камней.
В попытке выяснить эту скорость у нас случается казус. Проблема в том, что скорость будет напрямую определяться правильным пониманием явления. С этим есть некоторая напряженка. Давайте обсудим все возможные варианты, а в конце обозначим "самый правильный" с точки зрения современной физики.
Одно из предположений о природе гравитации подразумевает, что гравитационное поле состоит из гипотетических гравитонов. Это квантовый подход. Гравитоны начинают взаимодействовать с гравитонами некоторого другого тела и это проявляется, как взаимное притяжение. В квантовых теориях гравитации под скоростью гравитации подразумевают скорость гравитонов как наименьших частиц (квантов) этого поля. Обычно она очень близка к скорости света или совпадает с ней. Но подход не запрещает ей и превышать скорость света.
Зато при таком подходе гравитация не может работать мгновенно, поскольку сам механизм в гипотезе определяет некоторое время, необходимое для взаимодействия гравитонов. Образно это можно сравнить с чем-то типа диффузии. В традиционном школьном опыте кусочек марганцевки не растворяется в стакане воды мгновенно.
Гравитон
Если обратиться к гравитации Ньютона, то там это самая обычная сила, которая почему-то есть. Ему не столь важно почему она есть, но природа, которая определяет гравитацию как силу, подразумевает некоторое время на проявление взаимодействия. Пускай и не очень большое.
Зато вот с гравитацией Эйнштейна всё совсем интересно. С появлением представления, что пространство искажается в присутствии массивных тел и это воспринимается, как гравитация, стало популярным высказывание - гравитация это не сила. Если гравитация не сила, то это что-то типа свойства. Впрочем, так оно и есть в этой теории. Ведь искажение пространства формирует гравитационное взаимодействие и наоборот. Если это так, то свойство у объекта может существовать всегда.
Через сколько жёлтый банан станет жёлтым? Не через сколько. Мгновенно. И да, относительно цвета тут можно понаписать в комментариях много всего на тему специфики появления цвета. И это будет правильным. Ну придумайте тогда какое-то другое более очевидное вам свойство. Суть простая - такая характеристика уже есть.
Вот только подход напрямую противоречит положению, что ничто не может превышать скорость света. И согласно той же теории относительности, которая постулирует скорость света, скорость гравитации не должна быть выше. Спорный момент в том, что если гравитация есть свойство, то понятие скорости просто неприменимо. И да, тогда она мгновенная.
Но современная теория во главе с теорией относительности видит вопрос немного в другом свете. Я не претендую тут на критику, просто у меня в голове появляется некоторая неоднозначность. Ведь много раз звучало, что пространство не искажается, а формируется "на лету" уже искаженным и уже с конкретной гравитацией вблизи массивного тела. Однако, традиционная логика отталкивается от гравитационных волн.
Скорость гравитации в современном представлении - скорость распространения гравитационных воздействий, возмущений и волн.
Гравитационные волны обнаружены и подтверждены. По логике этого подхода гравитация, как и многое другое в этом мире, распространяется волнами. И если где-то появился гигантский камень, то пространство отреагирует на его появление как вода в пруду. Рядом с камнем будет огромный всплеск, а дальше пойдут возмущения. К слову, такие возмущения и зафиксированы в 2016 году. Видимо всё-таки тут моя ошибка восприятия, если вернутся к рассуждениям выше.
Очень хорошая иллюстрация про волны гравитации
В общей теории относительности в пустом пространстве предельная скорость гравитации равна скорости света. Но при разных условиях скорость гравитации может меняться. Экстремально сверхплотное вещество способно уменьшить скорость гравитационных волн, но в прочих случаях этот эффект пренебрежимо мал. Однако, само по себе существование этого пункта заставляет задуматься о специфике взаимодействия вещества и гравитации. Я разберу этот вопрос в отдельном материале, поэтому оставайтесь на связи и не забывайте добавляться в Телеграм проекта.
Экспериментов с определением скорости гравитации тоже хватает.
Определить скорость гравитации можно по скорости передачи влияния гравитационного поля на результаты каких-либо измерений. Например, в высокоточных экспериментах по измерению времени задержки прохождения света и радиосигналов в гравитационном поле какого-либо движущегося массивного тела
Ну а переменная скорость гравитации тоже была обнаружена. Например, в 2002 году в эксперименте с Юпитером и квазаром изменение метрики гравитационного поля происходило с опозданием, связанным с ограниченной скоростью гравитации. Учёт этого запаздывания при анализе эксперимента дал скорость гравитации, близкую по величине к скорости света, с точностью порядка 20%.
Получается, что согласно современным представлениям скорость гравитации не мгновенная и не может превышать скорости света. При этом замедление гравитации вполне возможно.
⚡ Обязательно подпишитесь на Telegram проекта и читайте эксклюзивные статьи! Обновления каждый день!
Что больше всего боятся путешественники во времени? Правильно, встретить самого себя. Ещё страшнее дотронуться до самого себя. Но если сами путешествия во времени худо-бедно имеют некоторые рациональные корни, которые держатся на хоть какой-то физической логике, то этот вечный страх попадания двух объектов в одно время столь очевидного описания не имеет. Давайте вместе попробуем поразмыслить на этот счёт и поищем теоретический смысл.
Напомню, что в зависимости от контекста ожидаемы два похожих события - произойдёт или коллапс пространства-времени и пропадёт буквально всё, или произойдёт только лишь коллапс существующих материальных объектов с одинаковым кодом. Какой именно вариант тут нас ожидает предсказать сложно. Фантасты с удовольствием смакуют этим эффектом и во многих фильмах с путешествиями во времени наблюдаются самые разные последствия.
Чаще всего есть этакий "софт" вариант. Копия объекта просто потихоньку начинает растворяться и пропадает. Но это чаще лишь способ притянуть всё к сюжетной линии. Ведь на практике всё должно было бы быть как раз-таки очень даже ярко и мгновенно.
Есть ещё разновидности этого события. Герой может рассматриваться не как полная копия самого себя, а как существо, прошедшее другой путь и не являющееся тем же самым объектом. Тоже самое будет касаться самого себя в разные возрастные периоды. Во многом разная логика тут напоминает попытки применить разные гипотезы строения Вселенной. Скажем, каждая новая сюжетная линия - это аналог подхода с мультивселенными. Такая логика нам сейчас не совсем интересна, так как подход практически очевиден.
Гораздо полезнее поискать физический смысл в аксиоме путешественников во времени:
Одно и то же тело не может занимать одно и то же место в одно и то время.
На самом деле у этого принципа есть вполне себе разумное описание. Другое дело, что не совсем ясен результат взаимодействия. Яркий и зрелищный коллапс - это скорее яркое и фантастическое преувеличение проблемы.
Любой объект состоит из частиц. Частицы состоят из более мелких частичек и так до квантового уровня. Квантовые объекты описываются функцией состояния.
Вероятность обнаружения конкретной частицы имеет функциональную зависимость от синусов и косинусов. Это не имеет ничего общего с амплитудой в виде энергии, импульса или чего-то еще, полумесяцы и впадины увеличиваются, а вероятности обнаружения уменьшаются при проведении наблюдения. Именно вероятность нахождения определяет положение частицы. Сама теория противоречит логике появления двух объектов в самой точке. При этом что же всё-таки будет при их встрече не уточняется.
При это частицы, обладающие целочисленным спином, называются бозонами и могут занимать одно и то же пространство в одно и то же время, что означает, что вероятность нахождения одного из них в координатах (x, y, z) увеличивается, чем их больше. Бозоны вообще могут находиться в одном и том же квантовом состоянии. Частицы с полуцелым спином являются фермионами и следуют статистике ферми-Дирака и, следовательно, не могут занимать одно и то же пространство. Вероятность нахождения одного объекта в точке (x, y, z) всегда будет равна вероятности нахождения одной частицы. Только одна может находиться в квантовом состоянии одновременно.
То есть всё приходит к тому, что такая ситуация просто невозможна. Но глубоко в теории, яркие и красочные эффекты тоже могут быть как-то описаны.
Тут можно обратиться к принцип запрета Паули. Он гласит, что два или более тождественных фермиона не могут одновременно находиться в одном и том же квантовом состоянии в квантовой системе. Отметим, что появление точно такой же частички в том же месте как раз-таки подразумевает включение принципа.
Если нарушить принцип Паули, частицы с одинаковыми квантовыми числами будут отталкивать друг друга с силой, которая увеличивается по мере их приближения. Скажем, для электронов эта сила называется обменным взаимодействием и отвечает за разделение электронов и создание структуры атомов.
Преодолеть эту силу в обычных условиях невозможно. При попытке это сделать будут проявляться эффект сверхпроводимости. Столкнуть электроны всё-таки можно. При этом возможно рождение новых частиц, однако это возможно только если энергия будет достаточна для рождения других частиц. При этом будут рождаться другие частицы (так называемые глубоко неупругие процессы).
Также при попытке сжать материю возникнет предел, когда электроны не смогут приблизиться, не нарушив принцип запрета. Это создаёт давление, которое сопротивляется дальнейшему сжатию материи, называемое давлением вырождения. Описанные явления вполне себе могут быть причиной красочных фейерверков и некоторой аналогии схлопывания пространства.
Следующий момент можно привязать к "коду Вселенной". Представьте, что у вас есть некоторый программный код, который выводит объекты на экран. Как отреагирует простой компьютер на попытку вывести две точки в одно место одновременно? Скорее всего синим экраном. Хотя современные системы имеют встроенные алгоритмы защиты от таких полянок. Но какой-нибудь 98-ой можно было повесить так абсолютно наглухо.
Если применить эту логику к материи, которая выводится кодом, то тут тоже начнутся всяческие веселые явления. Среди них могут быть и сбои в матрице с красочными эффектами. Понятно, что подобная логика ведёт куда-то в сторону теории симуляции, но сама по себе конструкция атомов и наличие некоторого природного упорядочивания подсказывает, что в этом может быть здравый смысл.
Обязательно посмотрите мой ролик по теме:
В потоке бесконечного количества информации стало сложным выделять то, что по-настоящему интересно. Парадокс в том, что пока вы читаете или смотрите что-то одно, то вы не смотрите другое. Это абсолютно логично. Вот только далеко не факт, что вы выбрали при этом действительно интересный ресурс и не тратите время зря. Попробуем упростить задачу. Предлагаю вашему вниманию подборку качественных научно-популярных Telegram-каналов, посвященных физике и технологиям, которые точно заслуживают вашего внимания.
Это довольно серьезный канал с не менее серьезным контентом. Задумка автора проекта простая - есть огромное количество методик, которые буквально помогают становиться умнее. Звучит излишне громко, но существуют, например, такие вещи, как Цеттелькастен или особый способ делать заметки, который значительно помогает в любой интеллектуальной работе. Эти методики и рассматривает автор канала. Все подобные вещи выходят в рубрике "теория". Знания помогут всем - от программиста до автора фэнтези.
Ещё на канале разбираются разные примеры из жизни великих ученых, анализируются их изречения и проводятся параллели с некоторыми успехами и их рецептами. Отдельное направление - оценка и обсуждение существующих изобретений. И поверьте, одних только велосипедов было около сотни. И это даже при том, что "велосипед не нужно изобретать".
В общем, канал точно заслуживает вашего внимания.
Телеграм отличается тем, что лонгридов там практически нет. Так вот оказывается есть целый канал, который публикует полнотекстовые авторские научно-популярные статьи, в которых рассматриваются самые интересные и популярные вопросы. Обсуждаются границы Вселенной или истинная природа электрического тока.
Тексты написаны понятным любому читателю языком и ориентированы на самые разные группы читателей. Это значит, что даже если вы автор музыки, который никогда не интересовался физикой, но вдруг столкнулся с необходимостью разобраться в специфике колебания струны, то вы легко поймёте суть изложения.
Канал точно интересный, хотя и предполагает не беглый просмотр контента в метро, а полноценное чтение. Наверное это один из первых или единственный канал с полнотекстами, которых многим так не хватает.
Как полный антипод предыдущим полнотекстам, канал Технарь в картинках ставит своей задачей сделать лёгкий материал, который можно быстро усваивать. Тут размещена целая коллекция gif и анимашек, которые иллюстрируют и объясняют физические процессы. Логика простая - человек читает краткое описание рассматриваемого процесса, изучает анимашку и легко разбирается в обсуждаемом вопросе.
К сожалению, сегодня редко можно именно что посмотреть на такие вещи, как эксперимент с грифелем и электрическим током. Раньше такое показывали на уроках физики и старшее поколение такое видело. Но сейчас увидеть реальную работу процесса практически невозможно. Для того и создан канал Технарь в картинках. Кстати, сейчас там конкурс.
Это канал большого и интересного проекта. Здесь рассматриваются самые разные проблемы физики, материаловедения и технических наук. В последнее время фокус сместился на обсуждение именно что проблем физики. Например, разбирается специфика теорий Эйнштейна или обсуждается суть кристаллов времени.
Вместе с короткими заметками, автор регулярно публикует научно-популярные ролики и ведёт канал на Ютубе. В видео рассматриваются проблемы пространства-времени или базовые физические сущности. Канал отличается от конкурентов глубиной погружения в изучаемую проблему. Если в большинстве случаев научно-популярные каналы пробегаются по верхушкам и перемешивают всё, что можно (от растений до роботов), то тут концентрация происходит именно на физике, строении материала, формировании полей и прочих интересных вопросах сугубо физического толка.
Из замечаний стоило бы отметить, что канал бы давно было пора переименовать во что-то типа "физических знаний", но ведь есть проблема узнаваемостью со стороны читателей и зрителей.
Квантовая физика - это область физических чудес. Тут всё наизнанку. Частица может существовать сразу везде, а кот будет и жив, и мёртв. Настолько сильно перевернута классическая и привычная всем логика.
Часто подобные каналы излишне увлекаются описаниями экспериментов, но совершенно не обращают внимания на описание базовой теории. Канал Квантовый миры лишен этой проблемы. Тут автор рассматривает все аспекты квантовой физики и удивляется вместе с нами, рассматривая квантовую суперпозицию или квантовую туннелирование. Материалы ориентированы на читателей всех уровней вне зависимости от их уровня знания вопроса.
Что же, очень надеюсь, что этот ТОП позволит выбрать вам действительно интересный канал для чтения и просмотра. Всё это образовательные каналы, которые ориентированы на формирование адекватного физического мышления. Без всяких там ставок на спорт, сплошной рекламы и прочего типичного мусора. Они точно заслуживают вашего внимания! Читайте и становитесь умней. Развлекайтесь познанием.
Помните фильм Чужой? Главная опасность для героев заключалась во встрече с ксеноморфами и противостоянии им. При этом инопланетные существа показаны невероятно опасными и способны "выедать" целый космические колонии. Отбиваться от них очень сложно. Но есть одна методика, которая сразу приходит на ум.
По сюжету ксеноморфы и прочая инопланетная живность в фильме обладают одним отличием - их кровь состоит из кислоты и если такая капля падает на металлический пол корабля, то мгновенно его проедает. Вероятнее всего, это какая-то неорганическая кислота, но тут сложно делать однозначные выводы.
Герои фильма борются с агрессивными инопланетянами самыми разными способами - начиная от попыток отбиться арматурой и кончая использованием всех видов современных систем на станции. При этом не скажешь, что это успешно получается. Существа довольно стойкие к внешним воздействиям и выдерживают серьезные испытания.
И тут на ум приходит школьная лаборатория химии. Помните, что там было? Где-то на видном месте всегда стояло несколько ёмкостей с надписями "при ожогах кислотой" и при "ожогах щёлочью". Поговаривали, что в них находились соответственно щёлочь и кислота. Впрочем, их концентрация, скорее всего, была минимальной.
Позже мне расскажут, что эта школьная логика не то, чтобы правильная - ведь если кислоту высокой концентрации смывать такой же концентрированной щёлочью, то весьма вероятно интенсивное выделение тепла, что приведет к ожогам поврежденной зоны. Ну и наоборот. Происходит реакция нейтрализации.
Реакция нейтрализации - это взаимодействие кислоты и основания с образованием соли и воды. Суть нейтрализации состоит в том, что кислота и основание, обмениваясь активными частями, нейтрализуют друг друга. В результате образуется новое вещество (соль) и нейтральная среда (вода).
Этот простой пример возвращает нас к логике взаимодействия кислот и щелочей. Тут неизбежна бурная реакция, которую вполне можно использовать и с ксеноморфами.
На борту обязательно должна быть пищевая сода. Она есть буквально везде и на космической станции, скорее всего, тоже. Стоит где-то под мойкой на кухне.
Если ксеноморфы - это форма жизни, которая состоит из кислоты, то эту кислоту можно нейтрализовать. Для этого нужно придумать способ перемешать их с пищевой содой. Это гарантированно будет довольно эффективно работать. Ведь также, как они способны растворять всё вокруг слюной, их самих поглотит химическая реакция.
⚡ Друзья мои, прошу вас помочь набрать 1500 подписчиков и поддержать мой проект в Телеграм, где я коллекционирую схемы и гифки, поясняющие физические процессы. Будет полезно и интересно!
Мне встречались самые разные источники научно-популярного характера, которые утверждали, что подтверждение возможности квантовой телепортации открывает перед нами дорогу и к полноценной возможности перемещения материи в пространстве. Но тут примерно как с квантовыми компьютерами. Не понял о чём, зато есть слово "квантовый"!
Увы, то, что на самом деле называется квантовой телепортацией не имеет никакого отношения к телепортации объекта, как это было, например, в фильме "Муха".
В обычном случае речь идёт о том, что тем или иным (пока ещё не ясно каким) способом мы переносим объект из точки А с определенными координатами в пространстве в точку Б с другими координатами. При этом в одной точки этот материальный объект пропадает, а в другой появляется.
Когда же мы говорим о квантовой телепортации, то всё значительно интереснее. Вспомните как ведёт себя квантовая запутанность. Это странная связь между частицами, которая заставляет одну частиц мгновенно копировать состояние другой частицы. Как это происходит не совсем ясно, зато известно, что насколько не растащи эти частицы друг от друга, они останутся в связанном состоянии.
Теперь представьте, что мы взяли одну такую частицу и умышленно разносим её с основной. Один из способов, который позволяет это сделать - это двигать частичку по волноводу. Получается, что мы искусственно увеличиваем расстояние между частицами, которые остаются запутанными.
Для того, чтобы толкать частичку внутри "провода" используется концентрированный поток энергии или лазер. Если удастся не разрушить связь и сохранить состояние запутанности, то на выходе мы будем иметь две частицы, искусственно разнесенные друг относительно друга.
Процесс перемещения одной из запутанных частиц в системе (при условии сохранения состояния запутанности) и называется квантовой телепортацией. Это не та телепортация, что мы хотим увидеть. Мы работаем с совсем другим физическим процессом. По сути если описать это просто, то квантовая телепортация - это способ увеличения расстояния между запутанными объектами.
Сегодня такая методика может рассматриваться лишь как способ обмена информацией и вариант шифрования. В дальнейшем где-то очень глубоко в теории можно предположить, что подобным образом мы сможем передавать частички некоторого материального объекта. Запутав две частицы друг с другом мы, по сути дела, сделаем нечто типа её эквивалента. Гипотетически, если мы перенесем такую частицу в другую точку, то организовав передачу всех составляющих материи мы сможем создать там новое тело, соответствующее исходному.
Впрочем, это никак не решает базовый вопрос. Мы перенесем частицы и соберем из них как будто бы такое же тело. Но где гарантии, что это будет именно такое же тело? Это будет копия или клон, а ещё сохранится и исходный образец. В этой связи мы можем полагать, что получим что-то из фильм Престиж.
Если помните, главный герой с помощью Николы Теслы смог реализовать фокус с телепортацией. Вот только никакой телепортации не было. Система, собранная Теслой, плодила копии и клоны. Каждый клон после фокус сбрасывался в аквариум с водой и там топился. В некоторой степени таковым будет результат работы квантовой телепортации. Кристофер Нолан как обычно показал великолепную проработку, правда открытым остался вопрос относительно личности клона. Мы как раз-таки его и затронули. Кто из двух человек - клон или оригинал - будет обладать обладать сознанием героя? Оба? Один? А что чувствует второй.
Так или иначе, это лучший пример того, как может повести себя квантовая телепортация применительно к перемещению объектов.
Если ролик на Тубе вам сломали, то он есть тут.
Представьте себе простую ситуацию. Луч света попадает на стекло и проходит через него насквозь. При этом мы помним, что скорость света в вакууме является табличным значением. Скорость света в воздухе чуть ниже. Ну а в стекле она совсем низкая (по меркам вакуума). Что можно сказать про скорость луча света, который прошёл через стекло?
Скорее всего ответ очевиден. Скорость света должна уменьшиться. Мы подкрепляем такую идею тем, что поток некоторых частиц, которые мы именуем фотонами, сталкиваются со структурой стекла, взаимодействуют с ней и теряют при этом энергию. На выходе скорость света ниже, чем была изначально. А вот и нет, а вот и не так!
Свет, покинув среду, вернется к своей изначальной скорости.
Тут весьма забавно, что многие ученики просто откроют табличку значений скорости света и тыкнут пальцем в значение для воздуха. И будут случайно правы. Хотя как раз-таки мысли про замедление куда более логичны. Но почему скорость света восстанавливается? Ведь это напоминает что-то типа нарушения закона сохранения энергии.
Луч, потерявший энергию в структуре материала, откуда-то берет её вновь и снова увеличивает скорость.
Что же, мы в очередной раз не совсем корректно смоделировали в воображении поведение частиц. В первую очередь нужно понимать, чем являются фотоны. Исходя из этого нужно анализировать поведение системы и специфику взаимодействия фотона со средой.
Свет - это не простой поток твердых частиц, и это не чистая волна. Он состоит из "волновых пакетов", которые и принято называть фотонами.
Если говорить в "сложном виде", то есть три способа описать скорость света в волновом пакете. Выделяют фазовую, групповую и фронтальную скорости света. В вакууме (или даже в воздухе) об этом можно не беспокоиться, потому что все три скорости одинаковы. Но в таких материалах, как стекло или вода, они не одинаковы, поэтому фазовая скорость замедляется примерно до 60–70% от табличного значения и снова ускоряется на выходе из материала.
Все это сбивает с толку. И в корне проблемы - неправильная воображаемая модель. Это работает не так и тут стоило бы вспомнить мой материал про истинную природу отражения.
Соль проблемы в том, что частички не проскакивают структуру, как это хотелось бы представлять. Но как тогда правильно?
На самом деле частицы переизлучаются этой структурой. Энергетические пакеты в виде фотонов попадают в некоторую среду. В нашем случае в стекло. Эта энергия будоражит внутреннюю конструкцию. Атомы получают порции энергии и в последствии переизлучают эту энергию. Так паровозиком всё это доходит до противоположной стенки стекла. Там фотон излучается уже в воздух. Скорость этого "нового переизлученного фотона" будет определяться по специфике среды, в которую он излучился.
Поскольку энергия выброшена в воздух, то и скорость её движения в виде пакета, именуемого фотонам, будет определяться по скорости распространения в воздухе. Вот вам и ответ на поставленный вопрос.
На этой проблеме ученики очень часто сыплются. В общем-то, сами они не виноваты. Дело в том, что объяснили не то, чтобы правильно. Поэтому утверждение, что свет, покинув среду и вернувшись в вакуум, снова начинает двигаться со скоростью света, вызывает лёгкий шок. Тут вам и недопонимания, и поиск противоречия закону сохранения.
Авторский уголок:
Если вам понравилась моя статья, то буду рад видеть в Telegram проекта. А ещё я веду ДЗЕН.
Окей, использование BMW R1200GS в качестве "пожарного" мотоцикла МЧС для Москвы не редкость. Даже на выставках их встречаем. Но вот вам необычный факт - немцы, а конкретно фирма Rosenbauer нашли мотору этого мотоцикла и другое применение.
Rosenbauer Fox 3 это пожарная мотопомпа, прокачивающая 1600 литров воды в минуту под давлением 1 мПа или 2000 литров под давлением 0.3 мПа. Пожарники есть, это много? Всё это происходит благодаря работе встроенного в помпу двигателя серии BMW R1200 (по некоторым данным конкретно R1200GS), развивающего 50 кВт при 4500 об/мин. И, судя по фото из интернета, это не первое их использование оппозита от BMW. Устройство весит около 167 кг и позволяет тушить пожары стильно.
Upd. Есть видео как она работает но владелец разрешил его смотреть только на Youtube и ещё одно:
