सुपरकंडक्टिंग प्रकाश संश्लेषण या गोलाकार वैक्यूम घोड़ा कैसे

ईमानदारी से, हाल ही में, मैंने सोचा था कि हम क्वांटम कंप्यूटर बनाने और वास्तविक प्रणालियों के क्वांटम कंप्यूटिंग के कुछ हद तक करीब थे। यह पता चला कि जबकि यह एक निर्वात में एक गोलाकार घोड़े के आकार की गणना करने जैसा है। इसके अलावा, इस तथ्य के बावजूद कि इस तरह के "घोड़े" का आकार शुरुआत से ही जाना जाता था, कभी-कभी परिणाम एक "घन" और एक "जेलिफ़िश" के बीच में होता है। और केवल अब भौतिक विज्ञानी धीरे-धीरे किसी ऐसी चीज़ के करीब होने लगे हैं जो वास्तव में वास्तविकता की तरह दिखती है।


मैं NUST MISiS के सुपरकंडक्टिंग मेटामेटरीज लेबोरेटरी के प्रमुख प्रोफेसर अलेक्सेई उस्तीनोव द्वारा क्वांटम मैकेनिकल गणनाओं की वास्तविक संभावनाओं के बारे में प्रबुद्ध था, जिनके साथ हमने नेचर कम्युनिकेशन में अपनी भागीदारी के साथ एक लेख के प्रकाशन के बारे में बात की थी। यह पता चला है कि एक क्वांटम प्रणाली में ऊर्जा नुकसान को सही ढंग से पेश करना असंभव है। लेकिन वे हैं, और यह तथ्य, जो सभी सबूतों में चिपक जाता है, अनिश्चित काल तक नजरअंदाज नहीं किया जा सकता है। इसके अलावा, वे हमेशा वहां होते हैं - एक क्वांटम प्रणाली का कोई भी माप इसके परिवर्तन की ओर जाता है और, परिणामस्वरूप, पर्यावरण के साथ ऊर्जा का आदान-प्रदान होता है। यानी कोई भी क्वांटम सिस्टम खुला है। और कोई कैसे खाते में नुकसान नहीं उठा सकता है?

फिर भी, चालाक आविष्कारों द्वारा, भौतिकविदों ने कई विकल्पों के साथ आए हैं कि कैसे प्रकाश की मात्रा की बातचीत के दौरान ऊर्जा की हानि होती है और मामले को ध्यान में नहीं रखा जाता है। शुरू करने के लिए, उन्हें याद आया कि लगभग किसी भी पदार्थ में परमाणु होते हैं जो एक दूसरे के साथ किसी तरह से बातचीत करते हैं। अक्सर, ये समान परमाणु एक दूसरे के साथ काफी मजबूत बंधन बनाते हैं और अणुओं में इकट्ठा होते हैं। लेकिन अंतिम विचार हमारे लिए इतना महत्वपूर्ण नहीं है क्योंकि इस तथ्य के लिए कि परमाणुओं के बीच नए बंधन बनते हैं - आणविक वाले। और इस कनेक्शन की लंबाई एक निश्चित आवधिकता के साथ बदलती है। तदनुसार, दो परमाणुओं की एक प्रणाली को गणितीय रूप से हार्मोनिक ऑसिलेटर के रूप में वर्णित किया जा सकता है। यह हार्मोनिक ऑसिलेटर्स के ऐसे सेट के साथ है जो क्वांटम यांत्रिकी में प्रतिनिधित्व करते हैं।



मेरे हाथों के साथ अगला पास वैसा ही है जैसा कि मेरी सबसे बड़ी बेटी ज्यामिति समस्याओं को हल करते समय समय-समय पर उठती है, कहती है: "इस कोण को 30 डिग्री होने दें।" धारणा "चलो प्रकाश की एक मात्रा की बातचीत बल और एक पदार्थ लापरवाही से छोटा हो" लगभग एक ही लगता है। स्टिपर केवल आधुनिक मात्रावादियों का पंथ है - श्रोडिंगर समीकरण, जो अपने आप में अनुमानित नहीं है, लेकिन पोस्ट किया गया है। फिर भी, मन के ऐसे खेलों ने किसी तरह क्वांटम-मैकेनिकल सिस्टम में होने वाली प्रक्रियाओं का वर्णन करना संभव बना दिया। यहाँ महत्वपूर्ण शब्द, निश्चित रूप से, "किसी भी तरह" है। इस परिभाषा में जेम्स-कमिंग्स मॉडल भी शामिल है, जो केवल एक की बातचीत का वर्णन करता है, और फिर भी सिस्टम की गंभीर स्थितियों को सीमित करने के तहत एक थरथरानवाला के साथ दो-स्तरीय परमाणु।



ऐसा लगता है, क्या समस्या है? चूंकि बातचीत है, हमें इसे ध्यान में रखना चाहिए। लेकिन ऊपर वर्णित "वैक्यूम में गोलाकार घोड़ा" के लिए भी, यह बहुत ही श्रोडिंगर समीकरण, जो वास्तव में, परमाणु की संरचना का वर्णन करने की कोशिश कर रहा है, केवल "एक प्रोटॉन - एक इलेक्ट्रॉन" प्रणाली के लिए हल किया जा सकता है। बाकी सब कुछ एक अनुमान है। फिर भी, मैं विस्तार से समझना चाहता हूं कि उसी लेज़र में क्या हो रहा है, उदाहरण के लिए। यह है अगर यह एक शांतिपूर्ण क्वांटम के बारे में बात करता है। इसके अलावा, क्वांटम सिस्टम के मूलभूत गुणों की गलतफहमी से क्वांटम क्रिप्टोग्राफी के तरीकों के आधार पर संचार चैनलों का एक समझौता हो सकता है। और यह विरोधाभास तर्क सेना के शस्त्रागार से है।

हालांकि, चलो अभी भी शांतिपूर्ण तकनीक के बारे में बात करते हैं। सबसे शांतिपूर्ण क्वांटम प्रक्रिया प्रकाश संश्लेषण है। दरअसल, यह वह तंत्र बन गया जिसे क्वांटम भौतिकविदों ने समझने की कोशिश की। फिर से, जबकि सबसे सरल मॉडल पर - एक दो-स्तरीय परमाणु और एक मोड। लेकिन पहले से ही प्रकाश और पदार्थ की मजबूत बातचीत को ध्यान में रखते हुए, जो ऊर्जा स्तर का लगभग 60% है। जैसा कि हम याद करते हैं, ऐसे मामलों के लिए जब प्रकाश और पदार्थ के बीच परस्पर क्रिया का बल बड़ा होता है, कोई गणना विधियां नहीं होती हैं। इसलिए, मॉडलिंग बचाव में आया, जिसे क्वांटम सिमुलेशन कहा जाता है। सुपरकंडक्टिंग सर्किट का उपयोग करते हुए, वैज्ञानिकों ने एक मॉडल बनाया है, जिस पर आप देख सकते हैं कि कैसे मजबूत बातचीत होती है। आप इसे किसी प्रकार की घटना या वैज्ञानिक दृष्टि से, धड़कन के कारण ट्रैक कर सकते हैं - यह न केवल तब होता है जब थरथरानवाला एक निश्चित अवधि के साथ दोलन करता है, बल्कि यह भी कि जब थरथरानवाला दोलनों का परिमाण (आयाम) इसकी अवधि के साथ दोलन करना शुरू कर देता है (नीचे का आंकड़ा देखें)। ये धड़कन प्रयोग में तय की गई थी।



आप पूछते हैं, यह कैसे पता चला कि धड़कन वहां दिखाई देने वाली थी? ऐसे सरल सिस्टम, जब एक कण स्तरों के बीच केवल एक ऊर्जा संक्रमण कर सकता है, तब भी कंप्यूटर पर गणना की जा सकती है। कुछ अधिक जटिल लगभग असंभव है। केवल कलमों की एक प्रणाली को इकट्ठा करने के लिए कलमों के साथ, उन्हें केल्विन के सौवें हिस्से तक ठंडा करें और माप लें। इसलिए NUST "MISiS" के तहखाने समय-समय पर मास्को में सबसे ठंडे स्थान में बदलते रहते हैं।