Skocz do zawartości

Fizyka kwantowa w narciarstwie.


Kuba99

Rekomendowane odpowiedzi

Naukowcy zaobserwowali tworzenie kwazicząstek - dziwne zjawisko występujące w niektórych ciałach stałych. Uchwycenie momentu tworzenia kwazicząstek może zmienić nasz sposób budowania ultraszybkich urządzeń elektronicznych i przybliżyć nas do rozwoju komputerów kwantowych.

Ale czym tak naprawdę jest kwazicząstka? Jest to pojęcie używane do opisania niektórych dziwnych zjawisk fizycznych, które dzieją się w niecodziennych okolicznościach, np. w systemach kwantowych wielu ciał lub materiałach półprzewodnikowych. Przykładem jest elektron poruszający się w ciele stałym. Podczas tego ruchu, dochodzi do polaryzacji chmury elektronów w materiale, które można opisać mianem kwazicząstki. Można przypisać im różne własności fizyczne.

- Można zobrazować to jako narciarza zjeżdżającego po stoku w prószącym śniegu. Narciarz jest otoczony chmurą kryształów śniegu. Razem z nimi tworzy system, który ma inne właściwości, niż narciarz bez chmury - powiedział Rudolf Grimm z Uniwersytetu w Innsbrucku.

Kwazicząstki i ich formacje zostały szeroko opisane w modelach teoretycznych, ale ich obserwacja w naturalnych warunkach jest prawdziwym wyzwaniem. To dlatego, że zjawisko to dzieje się w bardzo małej skali i jest niesamowicie krótkie.

- Procesy te trwają tylko kilka attosekund, co sprawia, że ich obserwacja jest niezwykle trudna - powiedział Grimm.

1 attosekunda to jedna trylionowa sekundy. Jest to czas, w którym światło przebywa drogę równą długości trzech atomów wodoru. Austriaccy fizycy znaleźli sposób, jak spowolnić ten proces.

W komorze próżniowej zastosowano techniki laserowe do stworzenia ultrazimnego gazu kwantowego złożonego z atomów litu i małej liczby atomów potasu wewnątrz. Następnie użyto pola magnetycznego do stworzenia kwazicząstki znanej jako polaron Fermiego, który w zasadzie składa się z atomów potasu osadzonych w chmurze litu.

Formacja tych kwazicząstek w normalnych warunkach zajęłaby 100 attosekud, ale ponieważ układem był ultrazimny gaz kwantowy, udało się go znacznie spowolnić - aż do kilku mikrosekund. Dzięki temu fizycy opracowali nową metodę obserwacji kwazicząstek, która może być przydatna w potencjalnym rozwoju komputerów kwantowych.  :unsure:

 


 

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Naukowcy zaobserwowali tworzenie kwazicząstek - dziwne zjawisko występujące w niektórych ciałach stałych. Uchwycenie momentu tworzenia kwazicząstek może zmienić nasz sposób budowania ultraszybkich urządzeń elektronicznych i przybliżyć nas do rozwoju komputerów kwantowych.
Ale czym tak naprawdę jest kwazicząstka? Jest to pojęcie używane do opisania niektórych dziwnych zjawisk fizycznych, które dzieją się w niecodziennych okolicznościach, np. w systemach kwantowych wielu ciał lub materiałach półprzewodnikowych. Przykładem jest elektron poruszający się w ciele stałym. Podczas tego ruchu, dochodzi do polaryzacji chmury elektronów w materiale, które można opisać mianem kwazicząstki. Można przypisać im różne własności fizyczne.
- Można zobrazować to jako narciarza zjeżdżającego po stoku w prószącym śniegu. Narciarz jest otoczony chmurą kryształów śniegu. Razem z nimi tworzy system, który ma inne właściwości, niż narciarz bez chmury - powiedział Rudolf Grimm z Uniwersytetu w Innsbrucku.
Kwazicząstki i ich formacje zostały szeroko opisane w modelach teoretycznych, ale ich obserwacja w naturalnych warunkach jest prawdziwym wyzwaniem. To dlatego, że zjawisko to dzieje się w bardzo małej skali i jest niesamowicie krótkie.
- Procesy te trwają tylko kilka attosekund, co sprawia, że ich obserwacja jest niezwykle trudna - powiedział Grimm.
1 attosekunda to jedna trylionowa sekundy. Jest to czas, w którym światło przebywa drogę równą długości trzech atomów wodoru. Austriaccy fizycy znaleźli sposób, jak spowolnić ten proces.
W komorze próżniowej zastosowano techniki laserowe do stworzenia ultrazimnego gazu kwantowego złożonego z atomów litu i małej liczby atomów potasu wewnątrz. Następnie użyto pola magnetycznego do stworzenia kwazicząstki znanej jako polaron Fermiego, który w zasadzie składa się z atomów potasu osadzonych w chmurze litu.
Formacja tych kwazicząstek w normalnych warunkach zajęłaby 100 attosekud, ale ponieważ układem był ultrazimny gaz kwantowy, udało się go znacznie spowolnić - aż do kilku mikrosekund. Dzięki temu fizycy opracowali nową metodę obserwacji kwazicząstek, która może być przydatna w potencjalnym rozwoju komputerów kwantowych. :unsure:

Gdy żywcem kopiujesz tekst, podaj też źródło. Artykuł z 2016 w Interii. Nie ma za co: https://nt.interia.p...ste,nId,2289029
Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Słuszna uwaga. Ale co o tym sądzicie? :unsure:


Subiektywnie sądzę, że ten artykuł ma niezbyt wiele wspólnego z narciarstwem. Przykład narciarza to metafora, która ma pomóc wyobrazić sobie w pewnym sensie podobną sytuację na poziomie subatomowym, czyli w świecie kwantów energii. W artykule podano przykład, kiedy tworzą się kwazicząstki, czyli pod czas polaryzacji chmury elektronów w materiale, ale nie napisano czym one są. Jak ktoś chce wiedzieć czym są to tu trochę więcej info: https://zapytajfizyk...kwaziczastki-2/
Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Subiektywnie sądzę, że ten artykuł ma niezbyt niewiele wspólnego z "fizyką kwantową w narciarstwie". Przykład narciarza to metafora, która ma pomóc wyobrazić sobie w pewnym sensie podobną sytuację na poziomie subatomowym, czyli w świecie kwantów energii. W artykule podano przykład, kiedy tworzą się kwazicząstki, czyli pod czas polaryzacji chmury elektronów w materiale, ale nie napisano czym one są. Jak ktoś chce wiedzieć czym są to tu trochę więcej info: https://zapytajfizyk...kwaziczastki-2/

Ale jeżeli kwazicząstki są niematerialne, to czas dla nich nie istnieje ?

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Ale jeżeli kwazicząstki nie mają masy, to czas dla nich nie istnieje ?

Z tym czasem to nie jest tak łatwo. Część fizyków twierdzi, że on nie istnieje w ogóle i jest tylko pomocniczym pojęciem wymyślonym przez człowieka, aby móc wytłumaczyć sobie otaczającą nas rzeczywistość. Proponują zamiast tego skupić się na entropii.

Odpowiadając na pytanie, kwazicząstki to nie są realne cząstki lecz sposób w jaki opisujemy zjawiska fizyczne. I zjawiska te w konteksie pojęcia kwazicząstki badane są na elektronach, które posiadają masę większą niż 0.
Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Z tym czasem to nie jest tak łatwo. Część fizyków twierdzi, że on nie istnieje w ogóle i jest tylko pomocniczym pojęciem wymyślonym przez człowieka, aby móc wytłumaczyć sobie otaczającą nas rzeczywistość. Proponują zamiast tego skupić się na entropii.

Odpowiadając na pytanie, kwazicząstki to nie są realcze cząstki lecz sposób w jaki opisujemy zjawiska fizyczne. I zjawiska te w konteksie pojęcia kwazicząstki badane są na elektronach, które posiadają masę większą niż 0.

Ale czasoprzestrzeń dla obiektów nie materialnych nie istnieje? :unsure:

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Ale jeżeli kwazicząstki nie mają masy, to czas dla nich nie istnieje ?


Nie znam sie na szczegółach ale jezeli, jak napisano w artykule:
'kwazicząstki znanej jako polaron Fermiego, który w zasadzie składa się z atomów potasu osadzonych w chmurze litu."

To ma masę jak najbardziej...
Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Nie znam sie na szczegółach ale jezeli, jak napisano w artykule:
'kwazicząstki znanej jako polaron Fermiego, który w zasadzie składa się z atomów potasu osadzonych w chmurze litu."

To ma masę jak najbardziej...

Są to zaburzenia energetyczne w różnych sieciach krystalicznych stąd tyle nazw. :unsure: Kryształy są materią , a zaburzenia nie. :huh:

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Bo jest to rodzaj zaburzeń energetycznych. :huh:

No tak, ale nie znalazłem żadnych informacji o wspomnianych bezmasowych kwazicząstkach, raczej odwrotnie. Foton zyskiwał masę i to było wspomniane przez Ciebie zaburzenie: https://naukawpolsce...elektronow.html

A odpowiadając na pytanie "Ale czasoprzestrzeń dla obiektów nie materialnych nie istnieje?"

To ciężki i trudny temat, ale wydaje się, że dla obserwatora umieszczonego w fotonie pędzącym z prędkością C, nie istnieje.
Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Bardzo dobry przykład. Woda ma masę, a zaburzenie wody czyli fale, nie mają masy tylko energię. :rolleyes:

https://en.wikipedia.../Landau_damping

Ładne takie:

It is possible to imagine Langmuir waves as waves in the sea, and the particles as surfers trying to catch the wave, all moving in the same direction. If the surfer is moving on the water surface at a velocity slightly less than the waves he will eventually be caught and pushed along the wave (gaining energy), while a surfer moving slightly faster than a wave will be pushing on the wave as he moves uphill (losing energy to the wave).

It is worth noting that only the surfers are playing an important role in this energy interactions with the waves; a beachball floating on the water (zero velocity) will go up and down as the wave goes by, not gaining energy at all. Also, a boat that moves very fast (faster than the waves) does not exchange much energy with the wave.

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Dołącz do dyskusji

Możesz dodać zawartość już teraz a zarejestrować się później. Jeśli posiadasz już konto, zaloguj się aby dodać zawartość za jego pomocą.

Gość
Dodaj odpowiedź do tematu...

×   Wklejono zawartość z formatowaniem.   Usuń formatowanie

  Dozwolonych jest tylko 75 emoji.

×   Odnośnik został automatycznie osadzony.   Przywróć wyświetlanie jako odnośnik

×   Przywrócono poprzednią zawartość.   Wyczyść edytor

×   Nie możesz bezpośrednio wkleić grafiki. Dodaj lub załącz grafiki z adresu URL.

×
×
  • Dodaj nową pozycję...