Разобраться за что была получена Нобелевская премия по физике простому человеку бывает не просто. Достижения понятны специалистам – физикам, физикам ядерщикам и т.д. Но, их значимость для обычных людей часто бывает совсем непонятна. За что же были удостоены этой высокой награды ученые в 2022 году мы попробуем с вами разобраться вместе, описывая процессы простым языком без непонятных слов и сложных терминов.
Нобелевская премия по физике 2022
Ежегодная Нобелевская премия по физике в 2022 году дана сразу трем ученым. Причем, все эти исследователи из разных стран. Награда присуждена за эксперименты с запутанными фотонами, открытие нарушения неравенства Белла и новаторство в квантовой информатике. Из этих формулировок совсем непонятно, что же такого сделали эти физики.
Если сказать самыми простыми словами, то ученые окончательно убедили население Земли в том, что квантовый мир существует. Следовательно, у этого мира есть свои законы. Также физики дали подсказки о том, как будет в ближайшее время развиваться квантовая криптография и как будет происходить передача информации в квантовой физике.
Нарушения неравенства Балла
Самое главное и сложное, что нужно понять в этих открытиях – это что такое неравенство Белла. Это понятие довольно сложное даже для специалистов. Студенты физики проходят эту тему лишь на последних курсах ВУЗов. Но, если вы хотите хоть немного понять, за что дали физикам в 2022 году Нобелевскую премию, придется хоть немного вникнуть в суть квантового мира.
Когда-то Энштейн предположил, что существует такое понятие, как «физическая реальность». По сути, это та реальность, в которой мы можем спрогнозировать результаты эксперимента еще до начала его проведения. Это вполне логичное действие для физиков. Ведь обычно они сначала выдвигают какую-то теорию, а затем проверяют ее на практических опытах.
Однако в нашей жизни есть вещи, которые мы просто знаем, не задумываясь о механике их происхождения. Например, если человек подпрыгнет, то он обязательно вновь приземлится на поверхность, а не улетит и не зависнет в воздухе. Значит, результат подпрыгивания можно спрогнозировать со 100% вероятностью. Но, в квантовом мире этот и многие другие привычные физические законы не работают. Там существуют совершенно другие, свои закономерности.
Энштейн в 1935 году совместно с другими физиками предположил, что если события в квантовом мире нельзя спрогнозировать на 100%, то существуют какие-то неизвестные на данный момент науке параметры этого мира, о которых мы пока не знаем. Если их установить, то можно будет точно ответить, как поведут себя квантовые частицы в той или иной ситуации.
Гораздо позже ученый по фамилии Белл создал при работе со статистикой неравенства, в которых он показал, что если они будут доказаны, то предположения Энштейна окажутся неверными. То есть, нет никаких скрытых параметров, а есть некие удивительные физические свойства нашего мира.
После этого различными учеными было проведено много экспериментов, которые доказали неверность этих неравенств. Но, эти эксперименты были неполными. Они показывали, что в каком-то месте скрытые параметры отсутствуют, но ничего не доказывали про вероятность их существования в другом месте.
Что такое связанные частицы
В нашем мире с точки зрения физики, все локально. То есть, мы можем точно сказать, где тот или иной предмет находится. А если мы не можем сказать, где находится предмет, значит его не существует. По принципу локальности влиять на предмет возможно лишь в непосредственной близи от него. Все связи в этой ситуации понятны.
В квантовом мире все по-другому. В нем на результат прыжка в одной части планеты может каким-то образом повлиять действие человека, находящегося в противоположной ее части. Частицы, связанные между собой в квантовом мире непонятным образом, называются запутанными. Энштейн считал, что когда мы откроем для себя неизвестные параметры, то сможем объяснить непонятное поведение частиц в квантовом мире.
Скрытых параметров не существует
Совсем недавно было точно доказано, что никаких скрытых параметров не существует. Это значит, что представления ученых о квантовом мире верны. Следовательно, мы не можем точно предсказать поведения любой системы. Мы можем лишь выдвинуть вероятностный прогноз. Получается, что в квантовом мире, человек, подпрыгнувший в воздух, может не приземлится назад.
Постулат, что существует взаимодействие частиц на расстоянии, кажется фантастическим. Но, по факту в квантовом мире частицы, находящиеся друг от друга на любом расстоянии могут чувствовать друг друга. Получается, что их взаимосвязь мгновенная.
Чем полезны для людей открытия, за которые присвоена Нобелевская премия по физике 2022
С практической точки зрения открытия, за которые выдана Нобелевская премия по физике в 2022 году, полезны тем, что они могут стать основой создания квантового интернета. Это такие виды телекоммуникаций, где передача информации будет проходить не с помощью электронов или фотонов. Передача будет происходить за счет электронов и фотонов, находящихся в квантовом состоянии. Это будет способ передачи данных, который невозможно взломать.
