Квантовый мир, где расстояние измеряется ничтожными долями метра, а время в одну секунду кажется вечностью, не так прост. Я вовсе не говорю о том, что его нельзя изучить полностью - уверен, когда-нибудь мы сможем решить все его интересные загадки, да и осталось их совсем немного.
Квантовая физика непривычна человеку, потому что мы всегда пытаемся сравнить новую информацию с чем-то, что уже знаем. И вот тут поджидает сюрприз. На сверхмалых масштабах поведение частиц настолько необычно, что нам просто не с чем провести аналогии. Вот например, эффект наблюдения, красивый и даже в некоторой степени, удивляющий.Предположим, у нас есть стена с двумя щелями, а за ней - лист фанеры. И вот мы кидаем камешки так, что они пролетают то через одно отверстие, то через другое. В результате, на фанере остаются следы, по которым можно понять, через какую щель летел камень.
Теперь повторим опыт, только сделаем отверстия очень узкими, а на фанеру будем светить определённым пучком света. Вместо разбросанных по листу следов от удара мы получим волновую картину из-за взаимодействия двух участков "разрезанного" луча. Где-то будут более яркие области, а где-то менее, подобное явление ещё называют интерференцией.
Опять модифицируем опыт, и будем пропускать сквозь щели электроны, отрицательно заряженные частицы. Они прекрасно нам знакомы в быту как переносчики электрического тока и носятся по вашему компьютеру или телефону, если вы читаете этот текст онлайн. И что же мы увидим? Электроны стали вести себя как волны и нарисовали ту же совокупность ярких и тёмных участков. Разумеется, это вас озадачивает - получается, электроны сами с собой интерферируют, и одна частица проходит сразу через две щели? Чтобы докопаться до истины, приступим к последнему опыту. Нам будет необходимо засечь движение электрона и понять, отчего на фанере будет такой странный узор. Поэтому мы осветим экспериментальную установку, чтобы видеть, как летят частицы.
В результате, получится нечто неожиданное - хотя и удаётся проверить, через какую щель пролетел каждый электрон, нарисованная ими картина не будет интерференционной! На фанере можно будет разобрать некоторые следы от ударов электрона. Но мы ничего не меняли в опыте, кроме...
Кроме света, который помог увидеть частицы. Вот это вмешательство в систему, когда появляется нечто, что даёт возможность измерить параметры квантового мира, оказывает существенное влияние на процесс. Система меняет свои свойства и результат, будто бы знает, что за ней следят.
Говорят, что срабатывает эффект наблюдателя (или наблюдения), причём не имеется ввиду учёный с измерительным прибором за стеклом экспериментальной установки. Любое вмешательство с применением соответствующих средств заставляет систему принимать строго определённое состояние, даже присутствие человека не обязательно.
Кажется абсурдным, но это самое простое и реалистичное объяснение. Пока на электроны не светили, не вмешивались в их размеренную квантовую жизнь, они имели все возможные состояния, но как только мы начали наблюдение,то есть передали им некую энергию, система выбрала один определённый параметр.
Заметьте, от этого мир не стал виртуальным, частицы не рассыпались и уж тем более не приобрели новые свойства. Можно сказать, что они стабилизировались и закрепились в привычной нам реальности.
Было интересно? Посмотрите другие материалы канала и подпишитесь. И не забудьте поделиться записью в социальных сетях :-)
А ещё я пишу книги про физику и астрономию, можете ознакомиться и почитать бесплатный фрагмент или даже купить :-)
Изображение в статье: ErAnger с сайта Pixabay
