Проснувшись рано утром, человек попадает в мир, такой знакомый и привычный. Мы умываемся, завтракаем, идем на работу, покупаем кофе в кафе, не удивляясь, что кофе черный, небо голубое, с деньгами всегда туго, а мы хотим поехать в отпуск или, на худой конец, съесть торт. Все, что происходит вокруг нас, знакомо и понятно, и в то же время рядом с нами существует совершенно другой мир, живущий по совершенно другим правилам, понять которые нам, привыкшим к размеренному существованию, довольно сложно.
Это мир мельчайших частиц, мир квантовой физики. В этом мире иногда происходят поистине необычные вещи. Частицы могут становиться невидимыми, проходить сквозь твердые тела, находиться в нескольких местах одновременно - вот лишь некоторые из чудес мира микрочастиц. Ученым пришлось изобрести новые законы, чтобы объяснить, как частицы ведут себя в этой загадочной Микровселенной. Законы - квантовая механика.
Возьмем, к примеру, электрон, он удивителен, но может вести себя по-разному в зависимости от того, наблюдаем мы его или нет. Неоднократные эксперименты показали, что он может вести себя и как волна, и как частица. Мы видим электроны - мы видим частицы перед собой, мы не видим волны - например, на столе стоит стакан с водой, мы смотрим на него, а перед нами кубики льда. Это загадочное явление называется квантовым принципом неопределенности, природу которого ученые пока не смогли объяснить. В дополнение к квантовой неопределенности, квантовая запутанность также вызывает недоумение. Две частицы, взаимодействующие друг с другом, становятся взаимозависимыми в результате какого-то необъяснимого процесса. Они могут воздействовать друг на друга на большом расстоянии. Если одну такую частицу заставить вращаться по часовой стрелке, то другая, расположенная, например, на Марсе, немедленно начнет вращаться против часовой стрелки.
Если мы сможем понять, как это работает, то перед человечеством откроются огромные возможности, такие как мгновенный обмен сообщениями с космическими базами на Марсе и Луне, которые, я надеюсь, появятся в ближайшем будущем. Но, возвращаясь к электрону, эта маленькая совочка, как выяснили ученые, может проходить сквозь материю, даже не получая достаточно энергии, что она и делает, а просто берет энергию из будущего для преодоления барьера и отдает ее обратно.
Этот удар электрона называется квантовым туннелем. Поэтому в микромире можно "пройти сквозь стену". Здесь возникает интересный вопрос, ведь человек тоже состоит из микрочастиц. Когда мы можем находиться в двух местах одновременно на работе и дома, или пройти сквозь стену к сейфу с деньгами на несколько минут, а потом вернуться обратно? К сожалению, ученые до сих пор сходятся во мнении, что это невозможно, мы состоим из слишком большого количества частиц и невозможно организовать одновременное прохождение такой массы частиц через стену, или мы до сих пор не знаем, как это сделать.
На данный момент мы можем только мечтать о том, как в ближайшем будущем магия квантового мира изменит жизнь к лучшему, в том мире, каким мы его знаем, где мы встаем, умываемся, пьем кофе и идем на работу или, скажем, едем в отпуск на Райские острова, что, как говорится, как повезет.