Mūsų pasaulis yra keistas, bet dar keistesnis yra kvantinis mikropasaulis, kurį atskleidžia kvantinė fizika. Prieš 100 metų mokslo pionieriai Maksas Plankas ir Nilsas Boras metė iššūkį klasikinei fizikai ir pakeitė mūsų supratimą apie pasaulį.
Kvantinė fizika panaši į mokslinę fantastiką. Ji atskleidžia keistą ir žavų pasaulį, kuriame nebegalioja klasikinės fizikos dėsniai. Kai ją mokiausi, svarbiausia buvo išmokti spręsti Šrėdingerio lygtį, bet kas slypi už sudėtingų formulių ir ką jos atskleidžia, sužinojau daug vėliau. O jos atskleidžia, kad:
Dalelės (atomai, elektronai ir kt.), iš kurių ir mes sudaryti, vienu metu gali egzistuoti keliose būsenose, gali būti skirtingose vietose arba turėti skirtingą energiją. Tai superpozicijos reiškinys.
Kvantiniame pasaulyje dalelės gali būti ir bangos, ir dalelės.
Kvantiniam pasauliui būdingas dalelių susietumas, kai vienos dalelės būsena akimirksniu paveikia kitos būseną, nesvarbu, kaip toli jos viena nuo kitos.
Neįmanoma vienu metu žinoti dalelės padėties ir jos greičio (Heisenbergo neapibrėžtumo principas). Kvantinės sistemos keičiasi priklausomai nuo to, kokius matavimus jose atliekame.
Puslaidininkiuose, branduolių sintezėje ir kitur pasireiškia dalelių tuneliavimas, kai dalelės praeina per energijos barjerus.
Kvantiniame pasaulyje pasireiškia teleportacija – dalelių persikėlimas iš vienos vietos į kitą nejudant fizine erdve (įrodyta 1990 m.). Siunčiant informaciją apie vieną dalelę kitai, antroji dalelė įgauna visas pirmosios savybes nors ir kitoje Visatos dalyje. Ji tapo atsirandančio kvantinio interneto technologija. Japonų fizikas Masahiro Hotta kuria energijos teleportacijos teorinius pagrindus.
Kosminė erdvė nėra tuščia. Virtualios dalelės nuolat atsiranda ir išnyksta dėl vakuumo virpesių.
Matavimų rezultatai yra tikimybiniai, apibūdinami dalelės bangine funkcija.
Juodosios bedugnės dėl kvantinių efektų skleidžia daleles, dėl kurių jos išgaruoja.
Hipotetinės dalelės – tamsieji fotonai, kurie sąveikauja tik su tamsiąja Visatos medžiaga ir tachyonai, kurie gali sklisti greičiau už šviesą – primena fantazijų ir magijos pasaulį.
Kvantinės fizikos dėsniai taikomi kuriant saugius kvantinės kriptografijos ryšio kanalus, kai bet koks pasiklausymo bandymas atskleistų įsibrovimą.
Kvantinė lauko teorija sujungia kvantinę fiziką su specialiąja reliatyvumo teorija ir apibūdina laukų elgesį ir jų sąveiką su dalelėmis.
Kvantinė fizika padeda paaiškinti fotosintezę augaluose.
Kvantinė fizika kol kas nesuderinama su bendrąja reliatyvumo teorija. Fizikai kuria kvantinės gravitacijos teoriją, kuri jas suvienytų.
Kvantinės fizikos dėsnius taiko kvantiniai kompiuteriai. Jie kiubitams naudoja fotonus arba elektronus. Kiubitams būdingi superpozicijos ir susietumo reiškiniai. Superpozicija leidžia kvantinio kompiuterio kiubitams būti kelių būsenų (0, 1 arba abiejų), todėl galimų būsenų skaičius auga eksponentiškai didėjant kiubitų skaičiui, eksponentiškai augant ir skaičiavimo galiai. Tik reikia kiubitus susieti. Kiubitų susietumas leidžia jiems sąveikauti, nepaisant jų atstumo vienas nuo kito. Siekiant išvengti triukšmų, kvantiniai kompiuteriai dirba minus 273 laipsnių temperatūroje. Kad jie veiktų aukštesnėse temperatūrose, kiubitams siekiama panaudoti deimantus.
„D-Wave“ atstovai pranešė sukūrę kvantinį 4 400 kiubitų procesorių „Monster“, 25 000 kartų greitesnį už jo pirmtaką „Advantage2“, skirtą dirbtinam intelektui, medžiagų mokslui ir optimizavimo užduotims. Tačiau nešiojamų kvantinių kompiuterių perspektyva dar labai tolima.
Kvantinė fizika meta iššūkį mūsų supratimui apie pasaulį. Minėtos kvantinio pasaulio keistenybės rodo, kad Visata nepaiso mūsų intuicijos. Ar nekeista, kad glaudžiai susijusius mūsų vidinį mikropasaulį ir makropasaulį valdo skirtingi fizikos dėsniai? Iš kvantinės fizikos sektų, kad ir mirtis gali būti tik iliuzija, nes kaip pasąmonėje esančios formos gali atsirasti fizinėje tikrovėje, taip ir sąmonė gali egzistuoti skirtingomis būsenomis net ir po fizinės mirties.
Apie kvantinį pasaulį teko diskutuoti daugelyje pasaulio universitetų. Nuotraukoje po diskusijų Tokijo mokslo universitete.
