Kuantum vakumu, nasıl (kendini) tanımlamalı
Yazar: Pierre Binaituoli (Pierre Binétruy)
Çeviri: Ye Xinxin
Sonsuz.
Pascal, "Meditasyon", 1670
Tao bir, bir hayat iki, iki üç, üç ise her şeyi üretir.
Her şey yin taşır ve yang'ı kucaklar, uyum içinde koşar.
Lao Tzu, Tao Te Ching
Günlük dilde, "boşluk" her şey kaldırıldıktan sonra geriye kalan şeydir. Bunu bir uzay-zaman çerçevesi olarak ele almazsak ve bazı parçacıkları, atomları ve molekülleri dahil etmezsek, vakumun çok az değeri var gibi görünüyor ... Kuantum mekaniği alanında, vakum üretebilir miyiz? Kesin konuşmak gerekirse, bu mümkün değildir, çünkü bazı sanal parçacıklar her zaman ortaya çıkacak veya kaybolacaktır ve bu mikroskobik dalgalanmalardan bir boşluğu ayırt etmek imkansızdır. Bu nedenle, insanlar boşluk kavramını temel durumla - minimum enerji durumu ile değiştirme eğilimindedir. Geleneksel vakumdaki sıfır enerji artı küçük ama çok sayıda dalgalanma enerjisi, bu dalgalanmalar da istatistiksel anlamda enerjiye katkıda bulunur, bu "minimum enerji durumu" dur. Bu biraz karmaşık gelebilir, ancak fizikçiler genellikle bu kavramı ekler ve bu temel duruma "kuantum vakumu" adını verir. Sorunun kökeni buradadır: Bu sadece dil anlatımının bir karmaşasıdır Kuantum boşluğu aslında bir boşluk değildir.Bazen fizikçiler bile kendi kelime oyunlarına kandırılır. "Kuantum boşluğu" kelimesini her gördüğünüzde, herkes bunun temel durum olduğunu hatırlamalıdır.
Herkesin bu kavramı daha iyi anlamasını sağlamak için bir ses örneği vereceğim: Stüdyoda, fotoğrafçı belirli bir sette farklı sahneler çektikten sonra, ses mühendisi tüm çekim ekibinden sessiz kalmasını ister ve ardından kayıt sessizdir; ardından, Ses mühendisi, bağlantıyı tamamlamak için bu sessizlikleri kullanır. Filmdeki set dekorasyonu, oda büyüklüğü, oyuncular ve hava durumu karakteristiktir. Ses olmamasına rağmen, ses dalgalanmalarıyla doludur. Aynısı, ses mühendisi tarafından sesi yeniden oluşturmak için kullanılan arka plan olan kuantum boşluğu için de geçerlidir.
...............
Kuantum boşluğu kavramını anlamak biraz zordur çünkü sonsuz küçükleri içerir - sonsuz küçüklerde, çeşitli kuantum mekaniği yasaları geçerlidir; aynı zamanda sonsuzları, yani tüm evreni içerir. Fizikçilerin fikirleri nelerdir? Kuantum boşluğu nasıl tanımlanır? Sanatçılar bazen insanların bu belirsiz kavramları daha iyi anlamalarına izin verecek kısayollar bulurlar. Sanat hem açıklama hem de yorumlamadır.
Batılı okuyucular için, "boşluk" terimi kavramsal anlamada zorluklara neden olmuştur: boşluk, her şeyi temizledikten sonra kalan şey olduğu için, fizikçiler yapıyı, simetriyi, dalgalanmaları, enerjiyi ... ve hatta Bir vakum diğerine mi evrilsin? Bu nedenle, kuantum fizikçileri "temel durum" kavramını kullanmaya daha meyillidir: tüm kuantum sistemini tanımlamak için minimum enerji durumunda bir dizi durum kurulur ve bu minimum enerji durumuna "temel durum" denir. durum ". Bir parçacık durumu temel duruma dayanır Parçacığın enerjisi, temel durumun enerjisi artı parçacığın kütle enerjisine (mc2) eşittir; ve benzeri, sonraki iki parçacık durumu, üç parçacık durumu ... Temel durumun üzerine bir "devlet kulesi" inşa edilmiştir (Şekil VI.1).
Durum buysa, neden "kuantum vakumu" terimini kullanalım? Doğu kültüründe "boşluk" kavramının zengin bir anlamı vardır. Özellikle Çin kültüründe, "boşluk" kavramı (aynı zamanda "boşluk" olarak da adlandırılır) daha eksiksizdir ve fizikçinin boşluk anlayışına çok yakındır. Cheng Baoyi "Vide et plein, le langage pictural chinois" (Vide et plein, le langage pictural chinois) kitabında şöyle demiştir: "Çince kavramında, 'sanal' Batılıların düşündüğü gibi değildir. , Belirsiz veya varolmayan bir şeydir, ancak çok enerjik ve son derece aktif bir unsurdur. 'Boşluk', her şeyin değişmesi için mükemmel bir yer sağlayan 'qi' ve 'yin ve yang ikame' ilkesiyle bağlantılıdır. Hayali olarak, gerçek gerçekten dolgunluğa ulaşabilir. Bu cümleyi kitapta vurguladım. Doğu kültüründe "boşluk" kavramının Batı'dakinden çok daha dinamik olduğu ve "gerçek" kavramı ile zengin bir kesişme olduğu görülmektedir. Benzer şekilde, fizikte "gerçeklik", "boşluk" a dayanır. Ek olarak, bu makalenin başında alıntılanan ünlü Lao Tzu alıntısı, Şekil VI.1'de gösterilen kuantum yapısıyla son derece çarpıcı benzerliklere sahiptir.
Fizikçiler kuantum boşluğundan bahsettiklerinde, akıllarına gelen bir başka görüntü de kuantum dalgalanmalarının bir toplamıdır. Bazı parçacıklar ve antiparçacık grupları bir vakumdan üretilir ve sonra yeniden birleşerek tekrar bir vakum haline gelir. Bu, mc2'nin enerjisinin iki katına eşdeğer bir yıkıcı kuvvet üretir (parçacıklar ve antiparçacıklar aynı kütleye m sahiptir). Bununla birlikte, kuantum mekaniği, bu yıkıcı kuvvetin belirli bir süre içinde oluşmasına izin verir ve parçacık kütlesi ne kadar büyükse, yok etme süresi o kadar kısadır. Bu parçacık ve antiparçacık çiftlerine "sanal parçacık çiftleri" denir çünkü bunlar tespit edilemez, aksi takdirde bu enerjinin yıkıcı gücü çok açık olacaktır. Bu, kuantum boşluğunun potansiyel olarak tüm parçacıklarla, yani evrendeki tüm potansiyel enerjiyle dolu olabileceği anlamına gelir. Vakuma enerji veren bu potansiyeldir.
Kuantum boşluğu nasıl tanımlanır? Aklıma gelen ilk resim bir Japon Zen bahçesiydi: Bahçıvan, ritmik bir bahçe arka planı oluşturmak için beyaz çakıldan bir desen düzenlemek için bir tırmık kullandı; bu arka plana birkaç grup kaya veya küçük çalı eklendi. Kuantum boşluğu, bu beyaz kum zemin ile aynıdır.Özel bir kısıtlama yoktur, ancak evrenin temelidir.Evren bir avlu gibidir. Sınır duvarlarla çevrili olsa da ağaçların üzerindeki çiçekler veya yapraklar duvarı geçerek avluyu oluşturur ve Dış dünya hala kalıcı bir diyalog sürdürüyor.
Kyoto'daki Ryuan Tapınağı'nın avlusu gibi bu eski ve zarif avlular (Şekil VI.2), zamanın boyutunu eklemiştir. Bir bakıma bahçeden birkaç adım yüksekte olan ahşap platform A zamanı temsil ediyor: Buraya bahçeyi görmek için gelen turist kuşakları düşüncelerini, hayallerini ve deneyimlerini geride bırakmış. Avlu tüm bu hayali hikayelerle ve tüm olası olasılıklarla doludur. Yüzyıllar boyunca, avlu güzelce döşenmiş çakıl ve kayaların çok ötesine geçti. Kuantum vakum gibi ...
Aklımdaki ikinci resim, İspanya'nın Bask Bölgesi'ndeki Andoain'deki bir taş ocağındaki bir konser. Besteci Kagel Ida'nın yarattığı elektro-akustik müzik çalışmasına "Vakum Dalgası" deniyor. Müzik boş ocağı doldurdu ve hayali zirveleri yeniden üretti - madencilik devam ederken, taşların birer birer kaldırılmasıyla zirveler kayboldu. Her bir çıkan taş, ses dalgalanmasıyla yeniden üretilir.
Üçüncü resim laboratuvarımızda: Attila Chergenin "Çemberin Karesini Açmak" adlı çalışması siyah bir ekrana gizlenmiş (Resim VI.3); dört yapraklı yonca aynası Işık, dairesel diskin kare gölgesini oluşturur. Daire, evrenin kendisidir ve bu çalışma, dairenin kendisinin bir kare olma potansiyeline sahip olduğunu yansıtır - çember sanal bir kare gibidir. Bu çalışmada kuantum boşluğu nedir? Bence hafif. Çünkü burada, değişim potansiyelini gösteren ortam ışıktır.
Kuantum boşluğu nasıl tanımlanır? Marie-Odil Monsigur, Labos Origins'de bu soruyu gündeme getirdi. "Origin Lab", bilim adamlarının ve sanatçıların birbirleriyle iletişim kurmaları için bir platform. Burada herkes "Origin" konusunu tartışıyor. Bir zamanlar "Kuantum Vakum" temalı bir performans gerçekleştirdik. "Boş" aynı zamanda menşe anlamına da sahiptir. Çin felsefi düşüncesinde, "boşluk" en yüksek kaynak durumudur. İster kuantum vakumunun özelliklerini tanımlıyor olsun, ister önceden ayarlanmış bir resimden vakumun görünümünü sunuyor olsun, performansta biz fizikçilerin çok beceriksiz göründüğünü itiraf etmeliyim. Ancak sanatçının performansı daha net: Sahnede tamamen asimetrik bir metal yapı ortaya çıktı - biz fizikçiler vakum yapılarından bahsettik mi? Akrobat, vücudu bu vakum yapısı üzerinde esnetir ve vücudun hareketi yoluyla yerçekiminin kısıtlanmasını gösterir Biz fizikçiler vakumun yerçekimi üzerindeki anahtar rolünü vurguladık mı? Sanmıyorum ...
Aksine, sanat heyecan verici bilimsel özü sunmada daha iyidir. Biz bilim adamlarının zorlukla görebildiğimiz belirli bir bağlantı, duygusal sezgimizde ve fiziksel algımızda doğal olarak sunulur. Bir enerji biçimi olarak vakum aslında yerçekimiyle ilişkilidir. Birkaç yıl önce, Linsoutenable légèreté du vide (Linsoutenable légèreté du vide) adlı bir makale yazdım. En şaşırtıcı gerçek, vakumun göründüğünden daha hafif olmasıdır. Bu, fizikçileri endişelendiren boşluk enerjisi problemidir. Yerçekimini ve kütle çekiminin kuantum dünyasının yasalarıyla nasıl birleştiğini anlamak, cevabı bulmamızı sağlayabilir mi? Belki sanatçılar da bu konuya dikkat etmelidir?
Bu makale, yayınevinin izniyle yayınlanan "Yerçekimsel Dalgaların İzlenmesi: Zaman ve Uzayda Dalgaların Aranması" ndan (People's Posts and Telecommunications Publishing House, 2017.3) derlenmiş bir alıntıdır.
Bu kitap, anlaşılması kolay fizik ve astronomi bilgisiyle başlıyor, yerçekiminin gizemini ayrıntılı olarak anlatıyor, yerçekimi dalgalarının derin önemini ve keşiflerini fizik ve astronominin gelişiminde açıklıyor ve dünyanın dört bir yanındaki insanlara yerçekimi dalgalarını keşfetmeleri için tanıtıyor. Ve en son en son teknoloji yaratıldı.
Bu kitap, "çekimsel evren" e açılan kapıdır. Bu kitabı okumak için, ileri bilimsel bilgiye hakim olmanıza gerek yoktur ve kitapta Einstein'ın genel göreliliğinin matematiksel bir formülü yoktur. Bununla birlikte, kitapta yaygın olarak tanınan bazı bakış açıları ve kavramları tanıtacağım: Bunlar sadece en son araştırma konuları değil, aynı zamanda bilim camiasında sıcak tartışma konularıdır. Kitaptaki her şeyi anlamak biraz çaba gerektirir. Ancak her durumda, gerekli tüm temel bilgi araçları bu kitapta genel olarak açıkça tanıtılmaktadır.
