Вие не може да разберете ништо во физиката, но требаше да слушнете за мисловниот експеримент на Шредингер, каде што мачката е ставена во кутија со радиоактивен елемент и може да биде и жива и мртва. Ова е чуден феномен создаден од квантната механика.
Неодамна, физичарите од Универзитетот во Ексетер (Англија) откриле дека слична сличност може да се забележи и кај температурите: објектите може да имаат две температури на квантното ниво. Овој чуден квантен парадокс е првиот сосема нов однос на квантната неизвесност што ќе се формулира со децении.
Уште еден принцип на Хајзенберг
Во 1927 германскиот физичар Вернер Хајзенберг направил постулат: колку попрецизно ја измерите позицијата на квантната честичка, толку помалку ќе го разберете нејзиниот импулс и обратно. Ова правило сега се нарекува принцип на несигурност на Хајзенберг.
Новата квантна несигурност, каде што попрецизно ја познавате температурата, толку помалку може да се каже за енергија и обратно, има многу поголеми импликации за нанотехнологијата што проучува неверојатно мали предмети (помали од нанометри). Овој принцип ќе се промени како научниците ја мерат температурата на екстремно мали нешта, како квантните точки. Во 1930-тите. Хајзенберг и Нилс Бор воспоставија врска помеѓу неизвесноста помеѓу енергијата и температурата на не-квантифицирана скала. Идејата беше дека ако сакавте да ја знаете точната температура на објектот, би било подобро да го потопат во "резервоар" (бања со вода или комора со воздух) со позната температура, дозволувајќи му на телото полека да ја наполни со оваа температура. Ова се нарекува топлинска рамнотежа.
Оваа топлинска рамнотежа се одржува од страна на објектот, додека резервоарот постојано разменува енергија. Како резултат на тоа, енергијата во објектот се движи нагоре и надолу во бесконечно мали количини, што го прави невозможно точно определување. Ако сакате да ја знаете точната енергија во објектот, ќе мора да ја изолирате така што да не контактирате со ништо. Сепак, изолацијата не дозволува точна пресметка на температурата со помош на резервоарот. Овие ограничувања ја прават температурата несигурна, и кога се движи до квантна скала, боите се згуснуваат уште повеќе.
Нов сооднос на несигурност
Дури и ако еден типичен термометар има енергија која се крева и паѓа малку, сепак се забележува во мал опсег. Но, ова не функционира на квантно ниво, каде што сè се враќа во познатата мачка Шредингер. Овој мисловен експеримент предложи затворање на мачката во кутија отров, активирана од распаѓањето на радиоактивна честичка. Според законите на квантната механика, честичка може да се распадне или да не се распадне во исто време. Тоа е, додека не ја отворите кутијата, мачката ќе биде жива и мртва во исто време. Ова е феномен на суперпозиција. Истражувачите користеле математика и теорија за прецизно да предвидат како суперпозицијата влијае врз пресметувањето на температурата на квантните објекти. Излегува дека квантниот термометар ќе биде во суперпозицијата на енергетските состојби во исто време, што доведува до температурна несигурност.
Во нашиот свет, термометар може да пријави дека објектот е помеѓу 31 и 32 степени целзиусови. Во квантниот случај, термометарот ќе рече дека објектот е истовремено опремен со двете температури. Контактите меѓу објектите во квантна скала се способни да создадат суперпозиции и енергија. Старата врска на неизвесноста ги игнорираше овие ефекти, бидејќи тие беа неважни за не-квантните објекти. Сега е важно ако треба да го одредите индексот на температурата на квантната точка.
