Необходимо войти или зарегистрироваться

Авторизация

Введите логин, email или номер телефона, начинающийся с символа «+»
Забыли пароль? Регистрация

Новый пароль

Авторизация

Восстановление пароля

Авторизация

Регистрация

Выберите, пожалуйста, ник на пикабу
Номер будет виден только вам.
Отправка смс бесплатна
У меня уже есть аккаунт с ником Отменить привязку?

Регистрация

Номер будет виден только вам.
Отправка смс бесплатна
Создавая аккаунт, я соглашаюсь с правилами Пикабу и даю согласие на обработку персональных данных.
Авторизация

Профиль

Профиль

fiztehjoke

fiztehjoke

Пикабушник
739 рейтинг
4 комментария
6 постов
2 в "горячем"
Показать полную информацию

Человек-муравей и квантовая физика

fiztehjoke

В фильме «Человек-муравей и Оса», показаны технологии, умеющие увеличивать и уменьшать вплоть до квантовых размеров дома, машины и даже людей. А также супергерои Человек-муравей и Оса, освоившие их для борьбы с преступностью. В отличие от других фильмов франшизы, где технологии подаются зрителю без объяснений, здесь авторы пытались подвести некую наукообразную базу под происходящее. Получилось так себе… Причем сценарист это, похоже, понимал, о чем свидетельствует хотя бы ироничная фраза главного героя: «А обязательно повторять слово «квантовый» через раз?»

Человек-муравей и квантовая физика Человек-Муравей, Marvel, Наука, Шутка, Квантовая физика, Разбор фильмов, Фильмы, Физика, Длиннопост

Съешь меня и выпей меня
В кино: Герои запросто уменьшают автомобили и даже многоэтажки, а потом увеличивают обратно. Один из персонажей перевозит здание, словно чемодан на колесиках, а автомобили переносит в футляре. Более того — они уменьшают главного героя до размеров, меньших, чем атомное ядро!
В жизни: Вы ждали эти три заветных слова: «закон сохранения массы». Масса не может взяться ниоткуда и не может просто так исчезнуть. Потому масса уменьшенного здания будет той же, что у большого. Повозите-ка на колесиках «хрущевку»! Но из чего такой дом будет сделан? Если по высоте, ширине и длине здание уменьшится хотя бы в 20 раз, то его объем — в 8 000 раз. Во сколько же должна возрасти плотность его материалов? Бетон плотностью порядка 2 000 кг/м³ превратится в нечто чудовищное с плотностью в 16 млн килограммов на кубометр. Нейтронные звезды бы делать из такого бетона! Но ни один материал невозможно сжать в 20 раз. При огромных давлениях изменение объема материалов составляет едва ли пару процентов, далее уже идет разрушение кристаллической структуры.Даже если предположить, что лишняя масса удаляется в окружающую среду (благодаря какому процессу?), а при увеличении домика — набирается из воздуха, то получается лажа. Тогда при уменьшении здания вокруг него образуется облако из силикатов (вредны для вдыхания!), которое толстым слоем пыли покроет все вокруг. А при увеличении оно начнет высасывать необходимые материалы из воздуха мгновенно. Вокруг здания образуется вакуум, куда тут же устремится ураганный ветер. Что уж говорить об уменьшении Человека-муравья до размеров атомного ядра. Если принять диаметр ядра за одну квадриллионную (-15 степень), то плотность персонажа превысит 10^45 кг/м³. Это уже не нейтронная звезда, а вполне себе черная дыра.

Человек-муравей и квантовая физика Человек-Муравей, Marvel, Наука, Шутка, Квантовая физика, Разбор фильмов, Фильмы, Физика, Длиннопост

Призрак
В кино: В ходе неудачного эксперимента по открытию «пути в квантовый мир» маленькая девочка получила редкую способность. Связь между молекулами ее тела может ослабевать, а девушка — проходить сквозь стены. Удобно, однако радости героине способность не доставляет.
В жизни: Человек, даже Человек-муравей, состоит на значительный процент из воды. Чтобы разорвать ковалентные связи в молекуле воды, необходимо в среднем затратить 900 кДж на моль. Один моль воды имеет массу в 18 г, тогда, чтобы порвать все связи в теле человека массой 70 кг (предположим для простоты, что он только из воды состоит), потребуется 3,5 млрд Дж энергии. Так как человек гораздо сложнее, чем 70 кг воды, то энергии нужно еще больше. Если девушка не носит с собой карманный ядерный реактор, как Железный Человек, то столько энергии ей просто неоткуда взять. Не говоря уже о том, что при диссоциации всех молекул и атомов в ее теле она просто не сможет жить.


Вечное сияние квантового разума
В кино: Мозги главного героя и женщины, попавшей в субатомный мир, квантово запутываются, благодаря чему они могут обмениваться мыслями и даже управлять сознанием друг друга. «Ваши мозги квантово запутались благодаря познеровским молекулам в ваших мозгах», — говорит главный физик.

В жизни: Эпизод отсылает к «квантовому сознанию», маргинальному направлению науки, согласно которому, так как наши мозги состоят из атомов (удивительный факт), то для них применимы различные эффекты из квантовой физики. Поначалу к «квантовому сознанию» относились серьезно, а Роджер Пенроуз даже написал книгу «Новый ум короля», неоднократно раскритикованную впоследствии.
В фильме с запутыванием сразу несколько проблем. Во-первых, для запутывания частиц используются сложные процедуры, какие явно невозможно проделать с двумя мозгами. Во-вторых, запутывание предполагает изменение состояния одной частицы при изменении состояния другой — о передаче мыслей здесь речи не идет. В-третьих, мозг — это не лаборатория со сверхнизкими температурами и высоким вакуумом, и даже возникнув, любые связанные состояния разрушатся практически мгновенно. И здесь возникают «молекулы Познера», последняя надежда «квантового сознания». «Молекула Познера» — это комплекс Ca9(PO4)6, часть гидроксоаппатита кальция.
В 2015 году Мэтью Фишер опубликовал в «Annals of Physics» статью «Quantum cognition: the possibility of processing with nuclear spins in the brain», в которой показывает, что два кластера Познера могут быть запутанными довольно долго и работать как «квантовые кубиты» в «квантовом мозгу». Однако на данный момент это всего лишь красивая гипотеза. Но отметим, что создатели фильма — на острие новых веяний в физике!

Человек-муравей и квантовая физика Человек-Муравей, Marvel, Наука, Шутка, Квантовая физика, Разбор фильмов, Фильмы, Физика, Длиннопост

Найти иголку в субатомном мире
В кино: Чтобы определить местонахождение героини, попавшей в субатомный мир, ее муж строит огромную установку. И таки получает нужные сведения! Но только «на два часа, потом волны вероятности сместят координату, и следующий раз определить удастся через 100 лет».
В жизни: Принцип неопределенности Гейзенберга. Если героиня настолько мала, что на нее действуют квантовые эффекты, то определить координату ни на два часа, ни на сколько-нибудь, будет невозможно. Квантовый мир показан переливами разноцветных волн, однако сами герои выглядят как обычно, только в триллионы раз меньше. Однако на таких масштабах у них также должны проявиться волновые свойства. Правда, учитывая все вышеописанное, еще одно прегрешение против физики не выглядит таким уж чудовищным. Главное, что фильм получился интересным.


Автор: Олег Фея

Источник: https://zanauku.mipt.ru/2018/11/15/chelovek-muravej-i-kvanto...

Показать полностью 2

Премии международным олимпиадникам!

fiztehjoke

Владимир Путин подписал Указ «Об учреждении премий Президента Российской Федерации победителям международных олимпиад по общеобразовательным предметам и тренерам, осуществлявшим их подготовку».

Так победители международных олимпиад за 2018 и последующие годы получат премию:

• Золотая медаль — 1 000 000 рублей;

• Серебряная медаль — 500 000 рублей;

• Бронзовая медаль — 400 000 рублей.


Также установлен общий фонд для награждения тренеров, равный сумме премий, выплаченных лауреатам соревнований по соответствующему предмету. Победители и призеры смогут потратить премии на удовлетворение потребностей в сфере образования, обеспечения отдыха и оздоровления, а также иных нужд, связанных с их развитием и самореализацией.

kremlin.ru/acts/news/60127

Прокрастинация как инструмент перемещения во времени

fiztehjoke в Наука | Научпоп

Все люди делятся на нормальных и прокрастинаторов, и последних абсолютное большинство. Мы разобрались и выявили два типа прокрастинации: неустранимую, которая приводит к неразрешимым жизненным проблемам и болезненным психологическим эффектам, и устранимую, при которой человек даже после наступления критического момента времени всё равно выполняет необходимую работу в срок.


Под катом мы приводим случаи перемещения прокрастинаторов типа PRO как в прошлое, так и в будущее, рассчитываем скорость подобных перемещений, а также влияние прокрастинации на жизнь до и после дедлайнов.

Прокрастинация как инструмент перемещения во времени Прокрастинация, Псевдонаука, Длиннопост, Мфти, Физтех, Научный юмор, Интересное

Типичная ситуация студенческих лет: к вам в комнату приходит одногруппник и спрашивает, сколько билетов вы подготовили к экзамену, а вы ловите себя на мысли, что надо бы доделать первое задание. «Перемещение во времени!», — скажете вы. «Прокрастинация!» — ответим мы.


Что такое прокрастинация? По определению авторитетного источника — это склонность к постоянному откладыванию на потом неприятных дел, то есть откладыванию на потом подавляющего большинства дел в нашей жизни.

Прокрастинация как инструмент перемещения во времени Прокрастинация, Псевдонаука, Длиннопост, Мфти, Физтех, Научный юмор, Интересное

Очень сложные научные выкладки


Дальше приведем очень сложные рассуждения, чтобы подтвердить возможную связь перемещений во времени с прокрастинацией.


Начнем с того, что рассмотрим график выполнения работы нормальным человеком и прокрастинатором.

Прокрастинация как инструмент перемещения во времени Прокрастинация, Псевдонаука, Длиннопост, Мфти, Физтех, Научный юмор, Интересное

Рисунок 2. Выполненная работа от времени — обычный человек, неустранимая прокрастинация и PRO


Пусть у нас есть работа А0, которую нужно выполнить за время Тконечное. Обычный человек выполняет работу равномерно. А что же происходит с прокрастинаторами? Подобно пределам, прокрастинация бывает устранимая и неустранимая. Люди, страдающие неустранимой прокрастинацией, всегда выполняют работу очень медленно, что на рисунке изображено пунктиром. Существ, страдающих неустранимой прокрастинацией, устраняет эволюция.


Намного интереснее устранимая прокрастинация, то есть те люди, которые после определенного уровня Tкрит умудряются сделать всю работу в срок. Такие прокрастинаторы, на наш взгляд, заслуживают уважительного определения “PRO”. По опыту самые бесстрашные PRO умудряются выполнить работу в срок, даже когда Ткрит стремится к Тконечное.


Мы примем за аксиому предположение о том, что PRO всегда выполняют работу в срок, независимо от пути графика.


Поскольку время — это последовательность событий, то мы логично приняли за эталонные события части выполненной работы. Для нормального человека, как видно из рисунка 1, время течет равномерно. PRO же одинаковые части работы выполняет за существенно разное время.


В его системе отчета возникает неоднородность времени, а это намекает на возможность перемещения во времени.


Термодинамика прокрастинации


Теперь докажем строго. Для этого рассмотрим изотермически существующих обычного человека и PRO. В силу постоянства внутренней энергии обычного человека, работа совершенная им равна подведенной к нему энергии.


Aнорм = δQнорм


Теперь рассмотрим PRO, он больше ест и спит:


δQpro > δQнорм,


но меньше работает:


Apro < Aнорм


Значит для него Apro > δQpro, то есть не выполняется закон сохранения энергии. В свою очередь по теореме Нетёр каждый закон сохранения является следствием симметрии пространства-времени, то есть в нашем случае отсутствие закона сохранения энергии равносильно утверждению о неоднородности времени. А неоднородность времени — это отличная лазейка, чтобы в нём путешествовать.


С прокрастинацией — в светлое будущее


Прокрастинаторы никого уже не удивляют той легкостью, с которой они перемещаются в будущее. Приведем зависимость скорости перемещения в будущее и скорости выполнения работы от некоторых факторов.


Так, мощность резко падает при увеличении количества PRO собранных вместе, а скорость с которой они несутся в будущее наоборот нарастает.

Прокрастинация как инструмент перемещения во времени Прокрастинация, Псевдонаука, Длиннопост, Мфти, Физтех, Научный юмор, Интересное

Рисунок 3. Мощность и скорость течения времени от количества PRO, собранных вместе

Теперь посмотрим на те же параметры от часов сна в сутки. При 0 и при 24 часах сна в сутки мощность нулевая, при этом оптимум достигается где-то на 8 часах. Скорость течения времени же плавно нарастает и при 24 часах сна в сутках стремится к бесконечности.

Прокрастинация как инструмент перемещения во времени Прокрастинация, Псевдонаука, Длиннопост, Мфти, Физтех, Научный юмор, Интересное

Рисунок 4. Мощность и скорость течения времени от часов сна в сутки

Обманываем время


Конечно, самое интересное — это путешествия в прошлое и их можно совершать с помощью прокрастинации.


Вспомним рисунок 2 и будем сдвигать точку Ткрит всё дальше и дальше так, чтобы она оказалась за Тконечное. Это можно сделать, поручив другому PRO следить за временем. Думаем, всем очевидно, что эти ребята вспомнят о работе уже после срока ее выполнения. Однако аксиома номер один остается в силе, поэтому график выполнения работы принимает вид как на рисунке 5. В той точке Тбудущее, когда наши PRO поймут, что пора браться за дело, время развернет свое направление, и работа будет выполнена в срок.

Прокрастинация как инструмент перемещения во времени Прокрастинация, Псевдонаука, Длиннопост, Мфти, Физтех, Научный юмор, Интересное

Рисунок 5. Выполненная работа от времени — PRO путешествует в прошлое

С такими ситуациями часто можно встретиться в стенах высших учебных заведений. Студент не ходит на пары вплоть до самой зачетной недели (отрезок 0 — Tкритическое), не получает зачеты (Tкритическое), не готовится к сессии и не сдает ее (Тконечное), но в будущем не оказывается отчисленным. С учетом бесспорной аксиомы о беспристрастности системы образования, очевидно, что студент переместился в прошлое и там сдал сессию.


Эксперименты


Лучше понять суть прокрастинации нам помог простой эксперимент. Мы попросили шестерых добровольцев выполнить простое задание — нарисовать коня. Вот рисунки коней, которые получились:

Прокрастинация как инструмент перемещения во времени Прокрастинация, Псевдонаука, Длиннопост, Мфти, Физтех, Научный юмор, Интересное

Очевидно, что №2 и №6 — это обычные люди, они честно выполнили задание.

№5 — неустранимая прокрастинация, его коня мы так и не дождались.

А вот №1, №3 и №4 — это самые настоящие PRO. №1 отличился особой креативностью, №4 — особой безалаберностью, №3 — просто скачал картинку из интернета.


Надеемся, что наша работа поможет вам отличить путешественника во времени от простых смертных.


Источник: habr.com/ru/company/mipt/blog/446242/

Автор: Александр Антропов, Антинаучная Конференция МФТИ: vk.com/dfmipt_antinauka

Показать полностью 6

Физики заставили время идти назад внутри квантового компьютера

fiztehjoke в Наука | Научпоп

Ученые из МФТИ и их американские и швейцарские коллеги вернули состояние квантового компьютера на долю секунды в прошлое. Кроме того, они вычислили, с какой вероятностью электрон в пустом межзвездном пространстве может самопроизвольно отправиться в свое недавнее прошлое.

Физики заставили время идти назад внутри квантового компьютера Мфти, Физтех, Наука, Новости науки и техники, Длиннопост, Физика, Квантовый компьютер

«Это одна из серии работ, посвященных возможности нарушить второе начало термодинамики — закон физики, тесно связанный с понятием стрелы времени, различием между прошлым и будущим, — рассказывает ведущий автор исследования Гордей Лесовик, заведующий лабораторией физики квантовых информационных технологий МФТИ, — Сначала мы описали локальный вечный двигатель второго рода. В декабре вышла наша работа, где второе начало локально нарушается за счет специального устройства, демона Максвелла. И вот теперь мы подошли к проблеме с третьей стороны — искусственно создали такое состояние системы, которое само развивается в обратную с точки зрения второго начала сторону».


Законы физики в большинстве своем не делают различия между прошлым и будущим. Например, одним уравнением можно описать столкновение и отскок двух бильярдных шаров одного цвета. Если записать этот процесс на видео и проиграть в обратную сторону, то без дополнительных подсказок неясно, какая версия «настоящая»: из прошлого в будущее или из будущего в прошлое. Уравнение описывает обе ситуации одновременно. У версии «из прошлого в будущее» нет никакого приоритета.


Однако если заснять на видео, как один бильярдный шар разбивает пирамиду и потом проиграть запись обратно, то даже человек, который в первый раз видит эту игру, сможет отличить настоящий сценарий развития событий от фантастического. При этом наблюдатель интуитивно опирается на второй закон термодинамики. Он гласит, что если некоторая система не имеет притока энергии извне, то она либо сохраняет свое состояние, либо самопроизвольно движется в сторону хаоса, но не порядка.


Большинство других законов физики не запрещают, чтобы катающиеся шары сами складывались в пирамиду, растворенный в стакане чай собирался в пакетик, а вулкан извергался обратно вовнутрь. Но все эти процессы мы не наблюдаем, поскольку они потребовали бы, чтобы изолированная система самопроизвольно упорядочивалась, что противоречит второму закону термодинамики. Природа второго начала не объяснена окончательно во всех деталях, но ученые существенно продвинулись в понимании базовых принципов.


Квантовые физики из МФТИ решили проверить, возможно ли, что время само собой обернется вспять хотя бы для отдельно взятой частицы и хотя бы на долю секунды. Вместо бильярдных шаров они рассмотрели одиночный электрон в пустом межзвездном пространстве.


«Допустим, в начальный момент наблюдений электрон локализован. Это значит, что мы почти наверняка знаем, где он находится. Узнать конкретную точку по законам квантовой механики не получится, но можно очертить небольшой участок пространства, в котором локализован электрон», — говорит соавтор исследования, Андрей Лебедев из МФТИ и Федеральной высшей технической школы Цюриха.


Как объясняет физик, дальнейшая эволюция электрона описывается уравнением Шредингера. Это уравнение не делает различия между прошлым и будущим, но участок пространства, в котором локализован электрон, уже через доли секунды «расползется». Система стремится к хаосу — со временем мы знаем о местонахождении электрона все меньше. Неопределенность растет. Такое поведение состояния отдельной частицы является аналогом увеличения энтропии большой системы, описываемой вторым началом термодинамики.


«Однако уравнение Шредингера обратимо, — говорит соавтор работы, Валерий Винокур из Аргоннской национальной лаборатории США. — С математической точки зрения это значит, что если подвергнуть его определенному преобразованию (комплексному сопряжению), то полученное уравнение будет описывать то, как „размазанный“ электрон локализуется обратно за то же время, что ушло на „расползание“». Хотя в природе такое явление не наблюдается, теоретически оно может произойти из-за случайной флуктуации реликтового излучения, которым пронизано даже пустое межзвездное пространство.


Авторы вычислили вероятность наблюдать, как электрон, «размазавшийся» за малую долю секунды, затем самопроизвольно локализуется. Оказалось, что даже если ежесекундно находить и по очереди наблюдать по 10 млрд «свежелокализованных» электронов, висящих в пустом пространстве, то всего времени жизни Вселенной (13,7 млрд лет) хватит, чтобы лишь один раз увидеть, обратную эволюцию состояния электрона. И то речь идет о возврате электрона в прошлое не на минуту и не на секунду, а примерно на одну десяти миллиардную долю секунды.


Ясно, что в макроскопических явлениях (столкновение шаров и т. п.) задействовано умопомрачительное количество электронов, и происходящее длится несравненно дольше. Поэтому мы тем более не наблюдаем, чтобы люди молодели, а чернильная клякса на бумаге собиралась в каплю.


Далее ученые попытались обратить время вспять в эксперименте. Вместо электрона наблюдалось состояние квантового компьютера, состоящего сначала из двух, а затем из трех элементов — сверхпроводящих кубитов. Эксперимент включает четыре стадии.

Физики заставили время идти назад внутри квантового компьютера Мфти, Физтех, Наука, Новости науки и техники, Длиннопост, Физика, Квантовый компьютер

Стадия порядка: все кубиты приводятся в состояние «0», которое называют основным. Этот момент соответствует локализации электрона в небольшом участке пространства. Система упорядочена — образно говоря, бильярдные шары выстроены в пирамиду.


Далее наступает стадия деградации, и порядок утрачивается. Подобно тому, как электрон расплывается в пространстве, а пирамида разбивается от удара, состояние кубитов начинает причудливым образом усложняться. Для этого на короткое время запускается компьютерная программа эволюции. Подобная деградация так или иначе произошла бы сама из-за взаимодействия с окружением, ведь система стремится к хаосу. Но контролируемая программа автономной эволюции системы сделает возможной последнюю стадию эксперимента.


Затем происходит обращение времени. Специальная программа преобразует состояние квантового компьютера так, чтобы в дальнейшем оно развивалось наоборот, от хаоса к порядку. Эта операция аналогична случайной флуктуации поля в случае с электроном, только теперь она умышленная. В примере с пирамидой — можно представить, как кто-то пнул или потряс бильярдный стол с бесконечно точным расчётом.


Наконец, на стадии регенерации повторно запускается та же программа эволюции, которая ранее вызывала нарастание хаоса. И если «пинок» был успешен, то состояние кубитов начинает отматываться назад, в прошлое, как если размытый электрон вновь локализуется, а шары, пройдя по своим траекториям из прошлого задом-наперёд, сложатся в пирамиду.


Учёные установили, что в 85% случаев после преобразования компьютер из двух кубитов действительно возвращался обратно в исходное состояние. В случае с тремя кубитами ошибки случались чаще — в половине случаев. Однако, по словам авторов, это объясняется несовершенством квантового компьютера. С развитием техники ошибка будет уменьшаться.


Более того, сам алгоритм обращения времени тоже может в будущем сделать квантовый компьютер точнее. «Наш алгоритм можно доработать и использовать для проверки программ квантового компьютера, а также для устранения помех и сбоев в его работе», — поясняет Андрей Лебедев.

http://nature.com/articles/s41598-019-40765-6

http://mipt.ru/news/fiziki_obratili_vremya_vspyat_s_pomoshch...

Показать полностью 1

РАЗЫСКИВАЕТСЯ ПЕЧЕНЬКА!

specials спoнсорский пост
РАЗЫСКИВАЕТСЯ ПЕЧЕНЬКА!

Срочно нужна помощь пикабушниц и пикабушников, которым небезразлична судьба символа нашего сайта. Печенька, также известный как Печенюх, пропал! Наши источники сообщают, что его видели на стримерской платформе WASD.TV.


Все обстоятельства дела изложены на специальной странице, там же все добровольцы могут изучить доступные улики и приступить к поискам. Лучшие детективы, которые сыграют ключевую роль в поисках, получат щедрые награды.

Отличная работа, все прочитано!