6 подписчиков
Читаю книгу Джим Аль-Халили, Джонджо Макфадден "Жизнь на грани".
Цитаты и выдержки ниже.
...
Как возникает дейтерий внутри Солнца?
1 шаг. Два ядра атомов водорода (два протона) плотно приближаются друг к другу в результате туннелирования. При этом выделяется энергия, превращающаяся в солнечный свет.
2 шаг. Объединение двух протонов. Все атомные ядра состоят из двух типов частиц: протонов и нейтронов, не имеющих электрического заряда. Если ядро содержит слишком много частиц того или другого типа, законы квантовой механики обязывают его выравнять баланс. Тогда лишние частицы принимают новую форму: протоны становятся нейтронами или нейтроны — протонами в результате процесса, получившего название «бета-распад» . При столкновении двух протонов, поскольку существование ядра, состоящего исключительно из двух протонов, невозможно, один из них превращается в нейтрон. Оставшийся протон и образовавшийся нейтрон могут слиться в новый объект — дейтрон (ядро изотопа тяжелого водорода — дейтерия). Это обусловлено тем, что протон и нейтрон могут объединяться двумя различными способами в зависимости от векторов спинов. Вообразим, что внутри дейтрона протон и нейтрон исполняют совместный танец, поставленный блестящим хореографом, при этом одна частица движется в ритме медленного задушевного вальса, а другая танцует зажигательный джайв. Еще в 1930-е годы ученые открыли, что в ядре дейтерия две частицы исполняют вместе не какой-то один из этих танцев, а оба одновременно. В научных лабораториях снова и снова подтверждается, что, если бы протон и нейтрон исполняли вместе только квантовый вальс или квантовый джайв, ядерные связи между ними не были бы достаточно прочными, чтобы объединить их в пару. Только когда эти два состояния накладываются друг на друга (словно две реальности, существующие одновременно), возникает достаточно мощная связывающая сила. Сравним подобное наложение реальностей друг на друга со смешиванием красок, например синей и желтой, в результате чего получается новый цвет — зеленый. Хотя известно, что зеленый получается из двух первичных цветов-компонентов, он не является ни одним, ни вторым. Подобным образом дейтрон образуется в том случае, когда протон и нейтрон увлечены классическим вальсом, в который вкраплены лишь некоторые элементы джайва. Если бы частицы не умели танцевать джайв и вальс, наша Вселенная так и осталась бы бульоном из газообразного водорода. Мы существуем благодаря способности протонов и нейтронов к такому парадоксальному квантовому поведению.
...
Магнитно-резонансная томография (МРТ) — это метод исследования мягких тканей, позволяющий получать четкие изображения. В МРТ используются мощнейшие магниты, способные изменять магнитный момент (спин) протона в ядре атомов водорода (в организме человека). Затем на ядра, протоны которых поменяли параметры спинов, воздействуют радиочастотным импульсом, что приводит к такому квантовому состоянию, когда частицы внутри ядра существуют одновременно в двух противоположных фазах. По возвращении атомных ядер в исходное положение, выделяется энергия, благодаря которой мы и получаем точные изображения внутренних органов.
...
В начале 70-х немецкий ученый Шультен заинтересовался перемещением электронов в химических реакциях со свободными радикалами (молекулами, имеющими неспаренные электроны во внешней электронной оболочке). Спаренные электроны имеют противоположные спины и их суммарный спин равен нулю. Неспаренные электроны имеют спин, наделяющий их свойством парамагнетизма: их спин может изменяться под воздействием магнитного поля. Шультен предположил, что в парах свободных радикалов, образующихся в процессе быстрой триплетной реакции, неспаренные электроны находятся в состоянии квантовой запутанности и становятся сверхчувствительными к воздействию внешнего магнитного поля. Так что функционирование птичьего компаса, возможно, основано на явлении квантовой запутанности. Спустя несколько десятилетий многочисленные эксперименты подтвердили реальность этой «жуткой» связи между частицами.
...
3 минуты
12 июля