рассмотрел С. И. Доронин в книге «Квантовая магия» [138]. Опираясь на проведенные
исследования, отметим основные моменты в определении «состояния квантовых систем».
Для микрообъектов понятия «состояние» и «изолированная система» неразделимы.
Только изолированная система может обладать свойством внутреннего изменения вектора
состояния. Такие состояния называются чистыми состояниями. Автор замечает, что
квантовая механика все чаще исходит из разложения единицы (одного состояния, «единой
квантовый аналог механического углового момента импульса характеризуется внутренним
параметром – вектором состояния. Направление (ориентация) этого вектора в пространстве
может дискретно меняться под внешним воздействием в противоположную сторону, но
меняется только внутреннее состояние спина, величина же спина остается постоянной.
изменениям. Понятие «система» подразумевает под собой ее структурность. В этом случае
внешние энтропийные процессы, не меняя внешних энергии, импульса и момента
самой системы, за счет изменения внутренней энергии системы проводят ее к
структурной реорганизации, что обуславливает изменение внутреннего состояния
(информационной энтропии) и соответствующих характеристик. В этом случае все
законы сохранения не нарушаются, энергия, импульс и угловой момент не меняются, и
поэтому система считается изолированной. Точнее надо сказать квазиизолированной, т.к. в
В работах В. А. Эткина показана возможность дальнодействия термодинамических
(энтропийных) процессов на ориентацию спиновых систем [70, 71]. Теоретические выводы
выявили, что процессы коллективной переориентации в системах квантовых ансамблей
также подчиняются энергодинамическому критерию минимума упорядоченной энергии, т.е.
минимуму преобразуемой части внутренней энергии системы.
Согласно квантовомеханическому определению, состояние это полное описание
замкнутой системы, которая отображается вектором в пространстве (множестве) базисных
состояний, т.е. в Гильбертовом пространстве. Оно представляет собой векторное
пространство, где одна точка выступает в роли квантового состояния системы как целого.
Допустим, изменение пространственных координат частицы меняет ее состояние,
следовательно, увеличивает мерность Гильбертового пространства до бесконечности. Для
66описания ориентации спина (вектора состояния спина) достаточно применить двухмерное
(вверх-вниз) базисное пространство.
Если вектор состояния является функцией координат и времени, то он называется
волновой функцией. Представление волновой функции было включено в квантовую
механику с целью описания волновых свойств частиц. В данном случае для описания
микросистемы относительно внешних систем отсчета используют понятие волновой
функции, что не совсем корректно с позиции представления функции внутренних степеней
свободы.
Понятие волновой функции ввел Луи де Бройль в начале 20 гг. прошлого века,
интерпретируя ее как пакет волн связанный с движением частицы. Но теоретические
исследования показали, что в данной интерпретации с течением времени происходит
«расплывание» пакета по пространству. Поэтому в дальнейшем возник острый вопрос, как
интерпретировать волновую функцию? Что это за физическая величина?
Общепринятая физическая интерпретация волн де Бройля была дана Борном. Она
называлась вероятностной интерпретацией квантовой механики. Суть ее излагается в
следующих рассуждениях. Вследствие того, что волновая функция описывает все
возможные состояния квантового объекта в координатной и временной зависимости, то
квадрат модуля этой функции будет пропорционален вероятности найти частицу в
определенной координате, в заданный момент времени. Все возможные состояния частицы
могут проявиться в пространстве событий, только с различной долей ее вероятности, но
проявляется лишь одно состояние, т.е. произойдет редукция (коллапс) волновой функции.
Квантовый мир получился совершенно неопределенным, случайным, где детерминизм
может реализоваться только в громадном ансамбле частиц, когда начинают работать законы
классической механики.
Волновая функция эволюционирует в соответствии с линейным уравнением
Шредингера, при этом уравнение допускает суперпозицию когерентных состояний частиц.
Суперпозиция когерентных состояний это одновременное нахождение квантового объекта в
противоположных, взаимоисключающих состояниях. Суперпозиция состояний
определяется как модулями, так и фазами состояний.
При вероятностном описании микромира и классическом детерминизме макромира
возникает противоречие, которое определяется размерами объектов. Но где эта граница? До
сих пор ведутся споры по поводу полноты описания законов квантовой механики.
Противники концепции вероятностного микромира предполагают существование скрытых
параметров, неучтенных в квантовых уравнениях. Наиболее образная картина противоречия
показана Шредингером в знаменитом мысленном эксперименте с котом. Допустим, в
закрытом объеме находится кот и ампула с цианистым калием. Устройство, разбивающее
ампулу с ядом, подключено к счетчику частиц и срабатывает в момент регистрации данной
частицы. Если ампула еще не разбита, то по законам квантовой механики живой кот
находится в состоянии суперпозиции с мертвым котом, т.к. счетчик находится в состоянии
суперпозиции зарегистрированного и незарегистрированного пролета частицы. В этом
случае возникновение нереальной суперпозиции котов объясняется тем, что в
квантовомеханических уравнениях отсутствует функция, связанная с необратимыми
процессами [139].
Отсутствие детерминизма в кквантовой механике не позволяет рассматривать многие
процессы, происходящие на микроуровне, с позиций причинности. С классической точки
зрения элементарная частица представляет собой корпускулу соответственно, не
«размазанную» по пространству, где волновая функция не будет интерпретироваться как
вероятность реализации состояний. С этих позиций польский ученый М. Грызинский
рассмотрел применение классических уравнений движения частиц в атоме с условием
движения и взаимодействия частиц с прецессией [140]. М Грызинским было показано что . ,
67на основе эксперимент альных результатов по ядерным столкновениям, разработанная им
модель атома названная ( атомной моделью свободного падения – электрон «падает» на
ядро правильно описывает все основные свойства атома ), . В модели атома электроны
расположены симметрично вокруг ядра и движутся кооперативно по квазирадиальным
траекториям.
На основе разработанной теории он вычислил без всяких подгоночных параметров
(как это принято в квантовой механике) сечения взаимодействия и получил их полное
согласие с результатами экспериментов. Применяя классические уравнения, он объяснил
многие явления в атомной физике, которые до сих пор остаются загадкой (например, силы
Ван-дер-Ваальса), количественно описал атомный диамагнетизм, создал динамическую
теорию молекулярных связей и т.д. И что характерно, Грызинский на количественном
уровне обосновал следующий вывод: «Показано, что за зоммерфельдовским интегралом
квантования скрывается прецессия спиновой оси электрона, которая органически связана
с его перемещением в пространстве, а волновое поле электрона – это переменное
электромагнитное поле, имеющееся вследствие прецессии его магнитной оси. Этим полем
обусловлена как дифракция электронов, так и квантование электронных орбит в атоме».
Возможно, что в этом случае прав С. И. Доронин, когда он пишет, что описание в
терминах волновой функции — это не кваантовая теория, а классическая, в лучшем случае
— полуклассическая с незначительными элементами квантового формализма. Квантовая
физика начинается только при описании вектором состояния внутренних степеней свободы
исследуемого объекта. В этом случае мы будем описывать только чисто квантовые
эффекты, не привязанные к координатам и времени.
Покажем на примере измерения удивительное (с точки зрения обыденного «здравого
смысла») явление, названное квантовым эффектом Зенона. Эффект получил свое название
в честь древнегреческого философа Зенона Элейского. Он оказался первым кто логически
обосновал существование парадокса летящей стрелы. Суть парадокса в следующем,
поскольку летящая стрела в каждый момент времени покоится в определенной точке
пространства, то она покоится все время, т.е., она неподвижна. Так вот, первым этот эффект
предсказал в 1958 году советский ученый Л. А. Халфин, а в 1978 году американские физики
Б. Мизра и Е. Судершан опубликовали статью в серьезном журнале, где теоретически
предсказали, что при непрерывном наблюдении (измерении) за процессом радиоактивного
распада, сам распад становится практически невозможным. Видна явная аналогия с
парадоксом Зенона [141].
Формула вероятности обнаружения нестабильного объекта в первом состоянии (в
состоянии, когда распад еще не произошел, а только начался) выглядит следующим
образом: w(1)=1–v2Δt2/ћ2, где v – вещественный коэффициент, Δt – интервал времени между
последовательными измерениями. В начальный момент времени квантовый объект
находится в суперпозиционном состоянии, т.е. одновременном состоянии до распада (1) и
после (2). Мгновенное (скачком) превращение суперпозиции в одно из состояний есть
редукция вектора состояния. Акт измерения прерывает непрерывный квантовый процесс,
формируя новое начальное состояние. При условии идеального детектора (т.е. детектор
регистрирует абсолютно все вылетевшие частицы), мы регистрируем в начале интервала Δt
состояние (1) и при Δt→0, вероятность распада так же будет стремиться к нулю.
Наблюдения за частицей во внешней области, дающие отрицательный результат,
локализуют частицу внутри распадающейся системы. Это понижает скорость распада
потому, что в начальный период времени волновая функция вылетающей частицы
локализована внутри распадающейся квантовой системы.
Квантовый эффект Зенона для вероятности переходов между атомными уровнями
был экспериментально подтвержден в 1989 году группой физиков из США [142]. Ими было
доказано, что взаимодействие вылетающей частицы с детектором приводит к уменьшению
68амплитуды вероятности (2) присутствия частицы за пределами распадающейся системы в
состоянии (2), когерентно связанном с состоянием (1) внутри системы.
В основе рассмотренного эффекта лежит чисто квантовое понятие суперпозиции
когерентных состояний, в отличие от классиической физики, где объект может находиться
только в одном из состояний. http://www.rait.airclima.ru/books/Fifth_force.pdf Мельник Игорь Анатольевич
ОСОЗНАНИЕ ПЯТОЙ СИЛЫ
ПЕРЕНОС ИНФОРМАЦИИ ГАРЯЕВ. О СТРУКТУРЕ СОЛИТОНА. НАРУШЕНИЕ ПРИЧИННОСТИ, телепортация информации. способность выжить. ДНК - антенна. Вначале была мысль.
