Is This What Quantum Mechanics Looks Like?YouTube↗  IA↗(long shot)
Education  4.2M views 135.8K likes 1.4K dislikes   02 Nov 2016
Veritasium 20.8M subscribers United States YouTube↗


Please select the problem
You must specify your email and describe the problem in detail
Describe your problem in detail if it's not obvious

Click to Play Video Click to Play Video
Podívejte se na tohle
הביטו וראו
Používám tento reproduktor, abych rozvibroval Petriho misku se silikonovým olejem.
אני נעזר ברמשקול הזה כדי להרעיד צלחת פטרי המכילה שמן סיליקון
Když teď vezmu párátko a udělám malou kapičku na povrchu
כעת, אם אקח את קיסם השיניים הזה ואצור טיפה קטנה על פני השטח
kapička tam zůstane, vznáší se nad povrchem.
הטיפה תשאר שם, מרחפת מעל פני השטח
Kapička ve skutečnosti skáče
הטיפה למעשה קופצת
a bude skákat velice dlouho.
והיא תמשיך לקפוץ למשך זמן ארוך מאד
Důvodem je tenká vrstva vzduchu mezi kapičkou a povrchem
כעת, הגורם לכך היא שכבה דקיקה של אויר בין הטיפה לפני השטח
a to, že kapička skáče tak rychle, že se vrstva nikdy nezmenší na cca 100 nanometrů,
והטיפות קופצות כל כך מהר כך שהשכבה לעולם אינה מתכווצת לכ 100 ננומטרים
což by bylo zapotřebí, aby se kapička znovu spojila s olejem.
שזה מה שידרש כדי שהטיפה תתחבר מחדש לשמן
Pokaždé když kapička dopadne na povrch, tak vytvoří vlnu.
כעת, בכל פעם שהטיפה נוחתת על פני השטח, היא יוצרת גל
Ale je to zvláštní druh vlny
אבל זהו גל מסוג מיוחד
poháněný vibrací olejové lázně.
הנובע מרעידות אמבט השמן
Je to stojatá vlna
זהו גל עומד
což znamená, že se nepohybuje nikam ven
כלומר שאינו מתקדם כלפי חוץ
pouze osciluje nahoru a dolu
הוא רק מתנודד למעלה ולמטה
Takže kapička vytovří vlnu
כך שהטיפה יוצרת את הגל
a poté interaguje s téže vlnou při příštím odrazu
ואז פועלת מול אותו גל בקפיצה הבאה שלה
Když kapička dopadne na jednu stranu vlny, je zatlačena kupředu
אם הטיפה תנחות על אחד מצידי הגל, היא תדחף קדימה
a dokud je skákání kapičky synchronní s vlnou
וככל שהקפיצה של הטיפה תשאר מתוזמנת עם הגל
bude neustále dopadat na přední stranu vlny a tím bude tlačena stále dál kupředu.
היא תמשיך לנחות על חזית הגל ותדחף עוד קדימה
Takovéto kapičky jsou známy jako "Chodci"
טיפות כאלו נקראות "צועדות"
Skákající olejové kapičky jsou známy od sedmdesátých let
טיפות השמן הקופצות מוכרות כבר משנות ה 70 של המאה ה 20
Ale teprve nedávno bylo objeveno, že lze použít tyto malé kapičky
אבל רק לאחרונה התברר שניתן להעזר בטיפות זעירות אלו
k replikaci mnoha zvláštních jevů kvantové mechaniky.
לשיחזור תופעות מוזרות רבות של מכניקה קוונטית
Toto zjevně není kvantový systém, kapičky mají asi milimetr v průměru
כעת, ברור שזו אינה מערכת קוונטית. קוטר הטיפות הוא כמילימטר
ale můžete o kapičkách přemýšlet jako, hm, kvantových částicích, řekněme elektronech
אבל אפשר לחשוב על הטיפות כעל חלקיקים קוונטיים, למשל אלקטרונים
Jeden experiment, který zachycuje klíčové vlastnosti kvantové mechaniky je experiment s dvojtou štěrbinou.
ניסוי המדגים תכונה מרכזית במכניקה קוונטית הוא ניסוי החריץ הכפול
Když pošlete paprsek elektronů k dvěma úzkým šterbinám
אם נשלח קרן אלקטרונים לעבר שני חריצים צרים
No, elektrony než aby se chovaly jako částice a skončili ve dvou hromádkách za štěrbinami
ובכן, האלקטרונים, במקום להתנהג כחלקיקים ולפגוע בשני אזורים מאחורי החריצים
tak naopak vytvoří interferenční obrazec
הם יוצרים תמונת התאבכות
I když posíláte elektrony zvlášť jeden po druhém
גם אם נשלח אלקטרון אחד בכל פעם
S Chodícími kapičkami projde jejich vodící vlna oběma štěrbinami
בטיפות הצועדות, הגל הנושא עובר דרך שני החריצים
zinterferuje sama se sebou, zatímco kapička projde jen jednou štěrbinou
מתאבך עם עצמו, בעוד הטיפה עוברת רק דרך חריץ אחד
Ačkoliv se kapička pohybuje po rovné dráze
למרות שהטיפה אכן נעה בקו ישר
je odkloněna interakcí s vlnou
היא מוטה בשל פעולתה מול הגל
Výsledné rozložení toho, kde kapička skončí
הפיזור המתקבל במקום הגעת הטיפות
vypadá velice podobně jako kvantový dvojštěrbinový interferenční obrazec
נראה דומה מאד לתמונת ההתאבכות הקוונטית של חריץ כפול
Nebo vezměme si tunelování
או קחו מינהור
Ve kvantové mechanice je možné, aby se částice dostala skrz bariéru,
במכניקה קוונטית, חלקיק יכול לעבור מחסום
na jejích překonání by klasicky neměla dost energie
שעל פי המכניקה הקלסית לא היתה לו מספיק אנרגיה לעבור
Toto bylo demonstrováno Chodci
תופעה זו הודגמה באמצעות "טיפות צועדות" על ידי
tím, že byla vytvořena mělká bariéra pod povrchem oleje
יצירת מחסום רדוד מתחת לפני השטח של השמן
Většinou bariéra odrazí vodící vlnu a její poskakující kapičku
בדרך כלל המחסום מחזיר את הגל הנושא ואת הטיפה הקופצת שלו
ale ve vzácných případech kapička překoná hranici.
אבל במקים נדירים, הטיפה אכן חוצה את המחסום
A pravděpodobnost, že kapička překročí bariéru
וההסתברות שהטיפה תחצה את המחסום
exponenciálně klesá s rostoucí šířkou bariéry, stejně jako při kvantovém tunelování
יורדת בצורה מעריכית (אקספוננציאלית) ככל שרוחב המחסום גדל, בדיוק כמו במינהור קוונטי
Možná nejvíc překvapující je to, že tito Chodci vykazují kvantizaci, stejně jako elektrony vázané v atomech.
אולי הדבר המפתיע ביותר בנוגע לטיפות הצועדות הוא, שהן מראות תכונות קוונטיות בדיוק כמו שאלקטרון נצמד לאטום
Zde je Chodec uzavřený v kruhové ohrádce
כאן הטיפה הצועדת מוגבלת למעין מכלאה עגולה
Kapička se zdánlivě pohybuje náhodně podle toho jak interaguje se svou vodící vlnou
נראה שהטיפה נעה באופן אקראי כשהיא פועלת עם הגל הנושא שלה
Složitá interakce mezi kapičkou a vlnou vede k chaotickému pohybu kapičky
הפעולה המורכבת בין הטיפה לגל מובילה לתנועה כאוטית של הטיפה
ale po čas začne vznikat obrazec.
אבל לאורך זמן, נבנית תבנית
Toto je hustota pravděpodobnosti toho, že se kapička nachází na kterékoliv místě
זוהי צפיפות ההסתברות להמצאות הטיפה בכל מקום בתוך
uvnitř ohrádky a vypadá velice podobně tomu
המכלאה והיא נראית דומה מאד
jak vypadá hustota pravděpodobnosti elektronů
לצפיפות ההסתברות של אלקטרון
uzavřených v kvantové ohrádce.
המוגבל קוונטית
Všechny tyto podobnosti nejsou náhodné.
כל קווי הדימיון הללו אינם מקריים
Kráčející kapičky ve skutečnosti tvoří
הטיפות הצועדות אכן יוצרות
pozoruhodné fyzické zhmotnění
הדמיה פיזיקלית ראויה לציון של
teorie navržené de Brogliem před téměř
תאוריה שהוצעה על ידי דה ברולי לפני
sto roky v raných dnech
מאה שנה כמעט. בימים הראשונים של
kvantové mechaniky. Vyjádřil předpoklad, že všechny
המכניקה הקוונטית הוא הניח
částice mají vlnu, která je doprovází
שלכל החלקיקים יש גל המלווה
a vede jejich pohyb a že
אותם ומנחה את תנועתם
tato vlna je ve skutečnosti tvořena drobounkými
וגל זה נוצר למעשה
oscilacemi částice.
מתנודות זעירות של אותם חלקיקים עצמם
Tato teorie vodící vlny byla vytlačena, když
כעת, תאוריה זו של גל נושא הפכה לשולית
se standardní Kodaňská interpretace
כשהפרוש הסטנדרטי של קופנהגן
stala široce uznávanou.
אומץ באופן נרחב
Kodaňská iterpretace vylučuje cokoliv, co
הפרוש של קופנהגן שולל כל דבר
nemůže být přímo pozorováno a říká, že
שלא ניתן לצפייה באופן ישיר וטוען
vše co může být známo o částici
שכל דבר ניתן לדעת על חלקיק
je obsaženo v její tak zvané
מוכל במה שנקרא
"Vlnové funkci", ale přijetí tohoto pohledu
"פונקציית הגל" שלו. אבל אימוץ נקודת מבט זו
nás nutí vzdát se některých běžných představ
מחייב ויתור על כמה
jako třeba myšlenky, že
מושגי שכל ישר כמו הרעיון
částice mají danou polohu a
שלחלקיק יש מקום ותנע מסויימים
hybnost i když je zrovna nikdo neměří
גם כאשר הם אינם נמדדים
a také to znamenalo,
וזה גם אמר
že vesmír již nebyl
שהיקום איננו
deterministický.
עוד מוחלט
Náhodnost je zabudovaná do standardní kvantové mechaniky.
אקראיות שזורה במכניקה הקוונטית
Vezměme například dvojštěrbinový experiment
לדוגמא, ניסוי החריץ הכפול
podle kvantové mechaniky je vlnová
על פי המכניקה הקוונטית, פונקציית
funkce elektronu superpozicí
הגל של האלקטרון
elektronu jdoucího
היא צרוף של האלקטרון העובר
skrze jednu štěrbinu a skrze druhou naráz.
דרך חריץ אחד ודרך החריץ השני בו זמנית
Užitím této vlnové funkce můžete spočítat pravděpodobnost toho
על ידי שימוש בפונקציית הגל הזו, אפשר לחשב את ההסתברות
že elektron někde je a
שהאלקטרון יהיה
poté, když jej detekujete na stínítku
ואז, כשמגלים על המסך
tak se elektron náhle objeví v jednom náhodném bodu
שהאלקטרון נמצא בנקודה אחת מסויימת
této distribuce a řekneme, že
מתוך ההתפלגות האקראית, אומרים
jeho vlnová funkce zkolabovala
שפונקציית הגל שלו קרסה
právě v okamžiku
בדיוק ברגע
měření. Nemůžeme říct, že
המדידה. אי אפשר לאמר
tam elektron byl před tím, než jsme jej změřili
שהאלקטרון היה במקומו לפני שהוא נמדד
a nemůžeme ani říct
ואי אפשר אפילו לאמר
že elektron musel projít jednou štěrbinou
שהאלקטרון עבר דרך חריץ אחד
nebo druhou
או אחר
Porovnejme to s obrazem poskytnutým
נשווה את זה עם התמונה שקיבלנו
skákajícími kapičkami, v tomto případě
על ידי הטיפות הקופצות במקרה
vodící vlna projde oběma štěrbinami
שהגל הנושא עבר דרך שני החריצים
ale kapička pouze jednou z nich.
אבל הטיפה עברה רק דרך חריץ אחד
Kapička je postrkována svou
הטיפה נדחפת בפעולתה
interakcí s vlnou tak, že
עם הגל כך
výsledná statistická distribuce je
שהפיזור הסטטיסטי המתקבל
stejná, kapička nikdy neexistuje ve dvou
זהה. הטיפה לעולם אינה נמצאת בשני מקומות
místech zároveň a není zde náhodnost
בו זמנית ואין שום אקראיות
pokud je zde nějaká nejistota pak pouze
אם יש איזו אי ודאות, זה רק
kvůli naší nevědomosti toho, co se odehrává
בשל אי ידיעה מה קורה
nikoliv toho, že to neexistuje. Takže
הדינמיקה של הגל הנושא
dynamika vodících vln dokáže zapříčinit
יכולה ליצור תוצאות דומות רבות
mnoho stejných výsledcků jako kvantová mechanika. Znamená
כמו המכניקה הקוונטית
to snad, že toto je skutečně to, co
האם זה אומר שכך באמת פועלים
kvantové částice dělají?
חלקיקים קוונטיים?
Ne, ale myslím si, že to alespoň připouští
לא, אבל אני חושב שזה לפחות יציע
že je to možné. Toto jsou možné dynamiky
אפשרות להסבר לתופעות
které by mohly vést
דינמיות שיוכל להוביל
k statistikám, jež jsou zachyceny
לסטטיסטיקות המתקבלות
teorií kvantové mechaniky a
בתיאוריה של המכניקה הקוונטית
lákavé je na tom to, že vám to dává
ומה שמושך בגישה זו שהיא נותנת
jasnou představu toho, co se děje. Nemusíte
תמונה ברורה של מה שקורה.
opustit myšlenku, že
אין צורך לזנוח את הרעיון
vesmír je deterministický a získáte
שהעולם מוגדר היטב ומקבלים
částice s určitou polohou a hybností.
חלקיקים בעלי מקום ותנע מוגדרים
Myslím si, že je skvělé, že máme
אני חושב שזה נהדר שיש
dvě soupeřící teorie pro stejné
שתי תיאוריות מתחרות על אותו
experimenty. A obě po vás žádají
ניסוי ושתיהן דורשות
přijetí divných věcí, jenom různých divných
לקבל הנחות מוזרות, רק הנחות מוזרות שונות
věcí a nakonec záleží jen na tom
וזה מתמצת במה שנח לקבל.
co je pro vás pohodlnější, zda
האם תעדיפו את
preferujete Kodaňskou interpetaci jako standard kvantové mechaniky
פרשנות קופנהגן למכניקה הקוונטית
nebo teorii vodící vlny.
או תאוריית הגל הנושא
Dejte mi vědět co si o tom myslíte
שתפו אותי בדעתכם
v komentářích, líbí se vám vodící vlny?
באזור ההערות למטה. האם הגל הנושא מוצא חן בעיניכם?
Myslím si, že je to určitě velmi lákavý
כלומר, זה בהחלט נותן תמונה יפה
obraz. Zda koresponduje
האם היא מתאימה למציאות או לא
se skutečností či nikoliv, to se teprve ukáže.
את זה נותר לראות
Ahoj, tento díl Veritásia byl podpořen z části diváky jako jste vy na Patreonu a
také iniciativou Making & Science od Googlu, která se snaží
inspirovat lidi, aby se dozvídali víc o
vědě a šli za svými vědeckými cíly.
Vím o někom dalším, kdo tento víkend
jde za svými vědeckými cíly, je to
Destin na Smarter Every Day, on
a já jsme se v principu dívali na stejný
jev, ale on pozoroval
kapičky vody a proč nesplývají s vodou, tak
pokud se chcete podívat, jak to funguje a
co se s tím děje ve vesmíru tak běžte a mrkněte se na to
v jeho kanálu Smarter Every Day
a jako vždy, díky že se díváte.
Pokud se díváte při jednom snímku na odraz
můžete vidět, že pohyb kapičky je
prakticky veden vlnou na které
serfuje. Vlna dokonce přetrvá i když
kapička zmizí, což se někdy stalo
když narazila na trochu
nečistot
Fakt úžasné je na tom to, že
vlna vlastně ukládá informace o
tom, kde kapička byla.
Je to kvůli tomu, že pokaždé když se kapička odrazí
tak vytvoří novou kruhovou vlnu se středem
ve své současné poloze a tato vlna se
přidá k existující vlnoploše
na povrchu, jak se kapička pohybuje
vlny, které vytváří, se stále sčítají a ukládají
informace o tom, kde byla.
Ve skutečnosti můžete přimět kapičku, aby
přistála na zadní straně vlny, čímž
je nyní tlačena zpátky a tak
jak se vrací po svých stopách, vymazává jednu
vytvořenou vlnu po druhé.
Similar videos:

If You Don't Understand Quantum Physics, Try This!
Domain of Science
4.5M views 115K likes -1 dislikes 25 Feb 201937% match

Microwaving Grapes Makes Plasma
Veritasium
18.7M views 410.7K likes -1 dislikes 18 Feb 201937% match


Rối lượng tử liên kết bí ẩn không thể lý giải? | Khoa học vũ trụ - Khoa học và Khám phá
Khoa Học và Khám Phá
25.9K views 480 likes 18 dislikes 10 Aug 202036% match

The Original Double Slit Experiment
Veritasium
5.6M views 118.4K likes 1.9K dislikes 19 Feb 201336% match



MANTIS MURDER SHRIMP (Slow Motion) - Smarter Every Day 121
SmarterEveryDay
6.2M views 66.8K likes 2.7K dislikes 01 Sep 201436% match

Nếu Vũ trụ không có kết thúc? | Khoa học vũ trụ - Khoa học và Khám phá
Khoa Học và Khám Phá
22.1K views 311 likes 25 dislikes 17 Mar 202135% match

Hành trình tìm kiếm bản nguyên của vật chất | Khoa học vũ trụ - Khoa học và Khám phá
Khoa Học và Khám Phá
10.1K views 187 likes 12 dislikes 18 Mar 202135% match

How Do Sinkholes Form?
Practical Engineering
11.7M views 194.1K likes 6.2K dislikes 28 Jun 201735% match

The Nucleus: Crash Course Chemistry #1
CrashCourse
6.1M views 67.6K likes 1.1K dislikes 11 Feb 201335% match




The Origin of Consciousness – How Unaware Things Became Aware
Kurzgesagt – In a Nutshell
15.6M views 479.1K likes -1 dislikes 17 Mar 201935% match






Phát hiện lực cơ bản thứ 5 của tự nhiên? | Khoa học vũ trụ - Khoa học và Khám phá
Khoa Học và Khám Phá
20.7K views 297 likes 13 dislikes 18 Dec 202035% match

HÀNH TRÌNH ĐẾN TẬN CÙNG VŨ TRỤ #2 | Thư Viện Thiên Văn
Thư Viện Thiên Văn
97.4K views 1.6K likes 79 dislikes 09 Apr 202034% match

Hai phiên bản của thực tế đồng thời tồn tại | Vật lý lượng tử - Khoa học và Khám phá
Khoa Học và Khám Phá
10.8K views 186 likes 12 dislikes 15 Jan 202134% match

Two Vortex Rings Colliding in SLOW MOTION - Smarter Every Day 195
SmarterEveryDay
13.3M views 415.8K likes 7.4K dislikes 20 Jun 201834% match





Physicist REACTS to Steins Gate Physics Scenes
Dylan J. Dance
147.4K views 9.3K likes 106 dislikes 24 Feb 202134% match


10 Strangest Natural Phenomena
Q - Did You Know?
2.2K views 56 likes 6 dislikes 24 Apr 202034% match

Alcubierre Drive: Warp Speed - Star Trek fantasy or plausible?
Arvin Ash
3.1M views 78.7K likes -1 dislikes 27 Jul 201934% match

Introduction to light | Electronic structure of atoms | Chemistry | Khan Academy
Khan Academy
804.8K views 2.5K likes 101 dislikes 12 Jul 201134% match



The Science of Mass Effect - Dark Energy and Worm Holes - Extra Credits
Extra History
132.5K views 7.2K likes 194 dislikes 29 Apr 202034% match

Vũ trụ là ý thức và Nó tự mô phỏng chính nó | khám phá vũ trụ - Khoa học và Khám phá
Khoa Học và Khám Phá
13K views 240 likes 11 dislikes 01 Jan 202134% match

Why Mars?
Vsauce3
3.1M views 101.8K likes 1.3K dislikes 10 Nov 201633% match

10 MOST INNOVATIVE PERSONAL TRANSPORTS CURRENTLY IN DEVELOPMENT 2021
MINDS EYE DESIGN
382.4K views 3.5K likes -1 dislikes 30 Jan 202133% match






STRAPPED INTO A FALLING HELICOPTER - Smarter Every Day 154
SmarterEveryDay
7.6M views 126.9K likes 3.4K dislikes 26 Apr 201633% match

Sự sống có thể ở khắp mọi nơi trong Vũ trụ? | Khoa học vũ trụ - Khoa học và Khám phá
Khoa Học và Khám Phá
24.6K views 295 likes 12 dislikes 17 Oct 202033% match

The Mystery at the Bottom of Physics
exurb1a
4.2M views 252.6K likes -1 dislikes 21 Jan 201933% match


Why are these 32 symbols found in caves all over Europe | Genevieve von Petzinger
TED
6.3M views 59.4K likes 6.9K dislikes 18 Dec 201533% match





Why Learn Polish? (and what to expect) [Kult America]
Kult America
6.4K views 431 likes 4 dislikes 05 Feb 202133% match



Can You Trust Kurzgesagt Videos?
Kurzgesagt – In a Nutshell
6.7M views 530.4K likes -1 dislikes 03 Mar 201933% match






[CC]허공을 10초간 바라보라! 양자들이 모여 입자를 이룬다! 당신의 생각이 물질을 창조한다!
LUKRA TV:Wealth and Success & Imagination!
3.9K views 286 likes 0 dislikes 03 Jun 202033% match


Ngôi sao R136A1 sáng nhất và nặng nhất vũ trụ | Khoa học vũ trụ - Top thú vị |
Top Interesting
76.7K views 1.1K likes 52 dislikes 05 May 202033% match


Settings Privacy About Contact Donate