⚠️ Дебри Физики

Правда ли, что жизнь - это не счастливая случайность, а неизбежное следствие законов термодинамики? В этом выпуске мы заглянем в самую суть физики материи, чтобы понять, почему Вселенная «хочет» быть живой. Это то самое видео, которое мы как-то обсуждали и вы писали, что интересно про такое послушать. Или же за этим вопросом стоит нечто большее, что пока не поддается математическому расчету? Как всегда всё сложно. 📱 YouTube 📱 Boosty 💵 Поддержи проект, задай вопрос. И традиционно огромное спасибо всем, кто хотя бы раз поучаствовал

Учёные тут задумали фотон делить. Интересный опыт, не так ли? Он возвращает нас к вопросу о, по сути дела, строении самого кванта. Да и фотон - частица очень сложная и выступает обычно даже скорее как квант энергии, квант света, квант для обмена при процессах и много ещё чем. То есть по сути мы возвращаемся к логике "а есть ли что-то меньше кванта"? В статье, принятой к публикации в журнале Physical Review Letters, исследователи рассмотрели теоретическую модель, в которой попытались понять, что произойдет при экстремальном воздействии на фотон. Речь не идет о ножницах или каком либо механическом разделении. В квантовой физике под подобными вопросами обычно понимают взаимодействие частицы с очень сильными полями или необычными материалами. Ученые захотели выяснить, возможно ли заставить фотон вести себя так, словно его пытаются разделить на части. Результат оказался неожиданным. Согласно расчетам, половинок фотона получить нельзя. Вместо этого система может породить совершенно новые частицы. Иными словами, природа отказывается делить фотон на две части и выбирает другой путь. Энергия, которая должна была бы пойти на разделение частицы, превращается в новые квантовые объекты. Само собой, речь идёт о расчётном эксперименте. Провести реальный эксперимент было бы очень интересно, но, мягко говоря, довольно трудоёмко. Так или иначе, результат мы видим один - похоже кантовая модель вполне отвечает реальности. ⚠️  Дебри.Физика #свет

Во многом гениальная картинка 😁 Так что там про восприятие других измерений человеком?

Традиционно мы знаем, что всё во Вселенной стремится к беспорядку. Чашка падает и разбивается на осколки, а сосиска сама себя не варит. Обычно это описывается через принцип постоянного роста энтропии и рассматривается как следствие второго закона термодинамики. Но вот незадача... Среди этого хаоса почему-то вдруг появляются объекты, которые не соответствуют логики постоянного роста энтропии. Например, любой металлический образец почти всегда демонстрирует практически идеальную структуру, что подразумевает строго закономерное расположение атомов. Другие материалы не отстают и даже полимеры, которые кажутся сумбурными, обычно вполне правильные. Как возможно, что физика настаивает на постоянном росте энтропии, но среди этого увеличения беспорядка вдруг появляются материалы самого разного типа? Планеты, их жители и разные материальные объекты? Ведь всегда это конфликт между физикой и ростом энтропии, и реальностью. Что-то одно явно неправильное. Давайте попробуем выяснить что именно! 📱 YouTube 📱 Boosty 💵 Поддержать проект, задать вопрос. Спасибо всем, кто помогал хотя бы раз!

Представьте человека, который всю жизнь изучал только лошадей. Увидев автомобиль, он может решить, что это просто очень странная лошадь. Если человек достаточно упорный и сильно упрямый, то он будет даже в драку лезть, чтобы доказать всем, что это вот такая вот сферическая лошадь в вакууме. Ну или Земля плоская... И так далее. И потому я всегда говорю в своих видео про широту мышления. Но мы сейчас не об этом. Мыслительный процесс человека чем-то похож на ИИ. Робот также смотрит, например, на картинку и если алгоритм несовершенен, то выхватывается нечто похожее, на объект в базе. Кстати, полагаю, что когда вы в темноте якобы видите что-то похожее на опасного зверя, а там кабачок под занавеской лежит, то суть примерно такая же. Так что ИИ сталкивается с похожей проблемой. И что главное - он учится на уже известных закономерностях и пытается объяснять всё через них. Но великие научные открытия часто появляются именно тогда, когда старые теории перестают работать. Если бы ИИ обучили только на физике Ньютона, он, вероятно, пытался бы подправить её, а не предложить теорию относительности или квантовую механику. Получается парадокс. Чем лучше ИИ знает существующую физику, тем труднее ему заметить, что сама картина мира может быть неполной. Это очень важный момент. Потому что как я уже рассказывал в одном из видео ИИ в том виде, как он есть - это крутой инженерный калькулятор. Не более. Но почему я вспомнил об этом - в одной из совсем недавних статей "Transfer Learning Beyond the Standard Model" в JSTAT как раз-таки обсуждается эта проблема относительно космологии и отмечено, что широкое распространение ИИ похоже загонит науку в небывалый тупик. Если голову не включать 🙃 ⚠️  Дебри.Физика #космология

Вот я вам тут как-то рассказывал про движение заряда через проводник или, что лучше звучит, - про электрический ток 👀 В общем смысле заряды перемещаются по проводнику потому, что их толкает электрическое поле. Тут повторяться не буду и просто напомню про видео. Но знаете ли вы, когда проблема понимания механики движения тока по проводнику очень ярко себя проявила? На удивление, когда тянули первый межконтинентальный подводный телеграфный кабель. Там электромагнитное поле очень даже занятно себя проявило. Возможно это даже отдельного видео достойно. Ну а пока есть просто статья по этой теме на дзене. ➡️ https://dzen.ru/a/aifjgqfi_X16Na4d ⚠️  Дебри.Физика #электричество

Мы настолько привыкли к выражению «скорость света», что почти автоматически представляем себе летящий луч света. Но есть одна проблема. Возможно, свет здесь вообще не при чём. Я понимаю, что это не то, чтобы прям что-то сильное новое. Но анализируя комментарии и вопросы своих учеников также осознаю, что переход в осознании скорости света как нечто больше очень важен. В современной физике константа c действительно давно перестала быть просто скоростью света в прямом смысле. Свет просто оказался одним из объектов, которые движутся именно с этой скоростью. Представьте, что люди впервые обнаружили бы не электромагнитные волны, а какие-нибудь другие безмассовые частицы, имеющие эту же скорость. Тогда, возможно, сегодня мы говорили бы не о «скорости света», а о «скорости чего-то ещё». Поэтому фраза «ничто не может двигаться быстрее света» немного вводит в заблуждение. Более точной была бы другая формулировка «ничто не может передавать информацию быстрее фундаментальной скорости пространства-времени». Свет просто движется на этом пределе. Иногда можно встретить утверждение, что c - это всего лишь коэффициент пересчёта в формуле E=mc². В натуральных единицах физики вообще пишут c=1, и тогда формула превращается в E=m. Но здесь легко попасть в ловушку. Да, математически c действительно можно убрать выбором единиц измерения. Однако физический смысл никуда не исчезает. Даже если записать c=1, останутся замедление времени, относительность одновременности, световые конусы и вся странная геометрия пространства-времени. Это одна из самых глубоких характеристик самой ткани реальности, которую мы по исторической случайности назвали именем первого объекта, у которого её обнаружили. ⚠️  Дебри.Физика #свет

Материи на самом деле не существует и это вполне физически точно! Но погодите всё так сильно упрощать. Давайте для начала попробуем ответить на наивный и детский вопрос - а из чего всё вокруг сделано? Посмотрим, например, на кирпичную стену. Она будет из кирпичей. А кирпичи из чего? Хорошо, из атомов. А атомы сами из чего? Хорошо, из много чего и так доходим до кварков. Но что такое кварки? Сугубо математически кварк - это точка со странными свойствами. Физически это что-то маленькое. Но не настолько маленькое, как длина Планка. Значит, есть ещё зазорчик для составляющих самого кварка 😂 Но и длина Планка - не гарантировано фундамент материи. В новом видео я расскажу детали этой сложной проблемы и мы попробуем определить фундамент материи. В какой-то момент покажется, что как таковая материя состоит из пустоты. Но можно ли так говорить? 📱 YouTube 📱 Boosty 💵Поддержи мою работу и/или задай вопрос. И традиционно большое спасибо всем, если вы хотя бы раз помогли проекту!

Есть интересная тема из обсуждений. Почему фундаментальная частица не может быть макроскопической (в смысле не иметь структуру, а просто не быть большой)? Как так получилось, что в природе не существует какой-нибудь квадрогидробер, который являлся бы основой металлического паровоза и имел характерный размер 10 см? Это ведь выглядит более выгодным технически, чем собирать материальный объект из всяких там электронов. Тут мы должны ответить сразу на несколько вопросов. Вопрос сугубо технологический - а выгодно ли природе создавать такие объекты? Возможно, такие частицы и существуют. Но для создания фундаментальной частицы с такой массой потребовалось бы огромное количество энергии. Даже сверхновая звезда может оказаться недостаточно мощной. А такая массивная частица была бы настолько нестабильной, что распалась бы на что угодно, даже если она фундаментальная. Также неплохо бы вспомнить основы материаловедения (давно я про него не писал) и отметить, что крупнозернистый сплав далеко не всегда имеет хорошие свойства и часто мы стремимся измельчать зерно. То есть строить из крупных блоков - это не обязательно лучшее решение даже сугубо в инженерном контексте! Потом есть момент теоретический - фундаментальность подразумевает, что у такой частицы нет никакого внутреннего строения. В стандартной модели физики элементарных частиц они рассматриваются как математические точки с нулевым объемом. Это важная часть теории. Понятно, что не наша наука определяет природу и факт наличия такого описания в физике - не есть прямое формирование природы. Но сама логика устройства мира, по всей видимости, построена на сборке точечных объектов в макроструктуры. Так это работает по миллиону причин. Если накручивать на точечные частицы что-то типа массы, то будем получать бесконечности и чёрные дыры. Так что тут ответ тоже интересный - вся существующая физика видит в природе стремление работать по принципу много точек = картинка. По крайней мере пока. Ну и да, ролик про Вселенную в электроне не забудьте посмотреть, если пока не добрались. ⚠️  Дебри.Физика #физикачастиц

Тем временем, я добрался до разбора гипотезы про Вселенную внутри электрона (да, и такое в физике есть, причём на солидном уровне). Почему это так интересно? На фоне той же более популярной идеи про Вселенную в атоме, электрон - частица точечная. И тут есть противоречие. Даже вложенное количество измерений подразумевает не точечный объект, а объект, сколь угодно малый :) Но концы всё-таки удалось увязать. Есть несколько вполне серьезных работ по теме. Однако и не серьезных работ хватает 🙃 Многие из вас слышали про такие идеи из сборника Айзека Азимова. Впрочем, всё это не спасло гипотезу и теорией она по сути так и не стала. Зато всё равно интересно рассмотреть ещё и такой взгляд на устройство Вселенной и вновь подумать о фракталах и вложенности. Предлагаю вам детальный разбор этого взгляда на проблему с неожиданными поворотами событий (если так можно сказать) 📱 YouTube 📱 Boosty 💵Поддержи мой проект или задай вопрос! Спасибо всем, кто хоть раз поучаствовал! П.с.: Друзья мои, что-то ютуб начал рекомендовать это видео совсем не тем, кто его с интересом посмотрит 😂 В итоге ролик проваливается. Прошу вас посмотреть ролик максимально долго и оценить лайком. Это поможет! Всем спасибо.

Порой впечатляет, как самые простые физические явления могут использоваться в довольно сложных устройствах и оказываться очень даже полезными. Вот возьмем, например, скорость движения электрона внутри провода. Что тут вообще может быть сложным? Какой эффект за это можно зацепить и с пользой использовать? А вы посмотрите на печатную плату. Замечали, что даже там, где морфология дорожек логично вырисовывается в виде прямых, они иногда имеют странные геометрические формы? Это не случайно. Это нужно, чтобы данные достигали выводов одновременно до начала вычислений. Или, если проще, нужно чтобы все электроны пришли в точку назначения в ожидаемое время. А как проще всего сопоставить время? Сделать провода или пути электрона разной длины, что при одинаковой скорости электрона позволит управлять временем. Ну а большие микросхемы имеют несколько заземлений и источников питания по той же самой причине, чтобы расстояние было минимальным и, следовательно, влияние фазы было тоже минимальным. Чтобы лучше это понять, рассмотрим простой случай процессора с тактовой частотой 2,7 ГГц и предположим, что сигналы распространяются со скоростью света. Это означает, что за каждый тактовый цикл сигнал может пройти расстояние в несколько тысяч единиц. 300000000/2.7 = 11.1 см Если длина дорожки составляет 5 см, то, вероятно, будет пропущена половина тактового цикла, или, другими словами, для 2-битной транзакции будет пропущено около одного тактового цикла, что может вызвать ошибку. Система просто не поймёт, какой именно набор данных к ней попал. Поэтому дорожки подгоняются друг под друга, чтобы иметь ту же эффективную длину и избежать этого. Кстати, фокус с длиной используется довольно часто. Вот, например, вы знаете, почему провода Ethernet - это витая пара?

Что, если электрон никогда не бывает полностью неподвижным? Ну так-то оно так. Любая частица до абсолютного нуля (да и, кстати, при нём тоже), так или иначе двигается. Но речь тут не про традиционное тепловое движение. Речь про то, что электрон создан дрожащим от природы. У электрона, а вместе с ним и у частиц такого типа есть интересное свойство, которое называется циттербевегунг. Похоже на название какого-то то ли отбойного молотка, то ли бульдозера, а нет - это просто слово "дрожание" или "трепетание" по-немецки. Явление обнаружил сам Шрёдингер. Тот, который ещё кота мучал в ящике. По сути это тоже движение. Но движение особое. Как будто тень интерференции разных состояний электрона. Примерно то, что невозможно описать понятными словами. Но мы всё-таки попробуем. А ещё это явление часто называется основой для существования спина. 📱 YouTube 📱 Boosty 💵Поддержи канал, угости кофе или задай вопрос. И спасибо всем, кто участвует в любом размере и количестве. Это чрезвычайно важно!

В квантовой физике пространство никогда не бывает по-настоящему пустым. Даже идеальный вакуум кишит мимолетными частицами, которые то появляются, то исчезают. Мы совсем недавно касались этого вопроса в одном из новых видео. Во многом эта концепция пришла ещё из философских взглядов на реальность. Где-то говорили про подобие светоносного эфира, где-то про поле Брахмы (если не ошибаюсь в правильном названии). Но откуда такая уверенность в физике, что есть некий бурлящий вакуум? Тут всё, как обычно, довольно интересно. Это ведь опять изначально сугубо математическое явление. Концепция зародилась в 1928 году, когда физик Поль Дирак написал уравнение для описания движения электронов со скоростью, близкой к скорости света. Математика проблемы содержала одну особенность: она допускала наличие у электронов отрицательной энергии. Чтобы объяснить, почему обычные электроны не просто переходят в эти бесконечные состояния с отрицательной энергией, Дирак предположил, что вакуум в космосе уже заполнен невидимым «морем» электронов. Это логично, потому что электронам выгодно занимать уровни с наименьшей энергией. Мы помним этот общий принцип и когда энергия уходит даже в минус, то это ой как выгодно. Но мы не видим этого вокруг. Если электрон выбивается из этого моря и становится реальным в нашем мире, то он оставляет после себя «дыру», которая ведет себя как положительно заряженная частица - это концепция, которая успешно предсказала существование антиматерии. Из математики следовало, что такое должно быть. Оно и было. И кстати, антматерию вполне успешно нашли. Ну и сами электроны нашли. Ну а позже Казимир скажет, что две пластинки в вакууме притягиваются из-за этих флуктуаций в квантовом супе. И, вроде как, оно вполне логично соотносится. Правда, как обычно, понять, что это именно ОНО почти невозможно 😂 Но это уже совсем другая история. Тут занятен сам ход мыслей. Мы говорим, что есть частицы-электроны. Пытаемся написать для них уравнение, объединяющее относительность и квантовую механику. Видим, что получаем тарабарщину, где все электроны проваливаются куда-то в нереальность. Дальше говорим, что такого не случается, потому что вся нереальность уже заполнена и места там нет, провалиться некуда - там квантовый суп. И тут же говорим, что поскольку электрон вышел из этого нереального уровня в наш осязаемый уровень, то там осталась вакансия-дырка, которая становится антиэлектроном. И в последствии всё это вполне проявляет себя. ⚠️  Дебри.Физика #физикачастиц

Логика подсказывает, что для поворота длинной лестницы на 360 градусов потребуется комната шириной, равной ширине самой лестницы. Но математически это можно сделать в комнате с площадью, близкой к нулю. Звучит странно, не так ли? В 1917 году математик Соичи Какея исследовал именно эту концепцию. В течение многих лет математики предполагали, что ответом будет простая окружность или, возможно, немного меньшая трехконечная фигура, называемая дельтоидом. Десять лет спустя Абрам Бесикович доказал, что необходимая площадь может быть настолько близка к нулю, насколько это необходимо. Эта поразительная концепция сегодня известна как парадокс Какеи-Бесиковича. Чтобы понять, как это возможно, нужно принять, что отрезок не обязательно должен плавно вращаться на месте, как стрелка часов. Вместо этого ему позволено скользить вперед и назад во время вращения. Дальше всё будет как при парковке в ограниченном пространстве. Вопрос в размере этих микротрезков, которые нужны, чтобы раскачать оторезок или машину. Решение Бесиковича начинается с треугольника, допускающего небольшую степень вращения. Затем он математически разрезал этот треугольник на множество тонких, высоких клиньев от вершины до основания, подобно тому, как срезают щетину метлы. Сдвигая эти тонкие клинья друг относительно друга так, чтобы их самые толстые части сильно перекрывались, общая площадь фигуры резко уменьшается. Однако, поскольку все исходные «щетинки» по-прежнему направлены в исходные стороны, фигура все еще содержит все углы, необходимые для вращения линии. Бесконечное повторение этого процесса нарезки и наложения создает чрезвычайно сложную, бесконечно заостренную форму, известную как множество Бесиковича. Она немного похожа на фрактального дикобраза. Внутри этой фигуры отрезок линии совершает вращение. Он скользит до самого кончика невероятно тонкого шипа, совершает микроскопическое угловое смещение к плотно перекрывающемуся соседнему шипу и скользит обратно. Поскольку математическая линия имеет длину, но абсолютно нулевую ширину, площадь, которую она описывает при скольжении по прямой, равна нулю. Единственный раз, когда отрезок описывает реальную площадь, это во время микроскопических угловых смещений. За счет уменьшения толщины шипов и более плотного перекрытия площадь, охватываемая при поворотах, становится ничтожно малой. В конечном итоге отрезок линии совершает полный оборот на 360 градусов, медленно проходя через все углы, в то время как общая площадь комнаты, для которой он необходим, приближается к нулю.

Порой кажется, что разговоры про эфир нужны не для того, чтобы прийти к истине, а чтобы просто поскандалить. Любители идеи эфира твёрдо убеждены, что этот самый эфир умышленно убрали из науки и что это проделки рептилойдов. Те, кто не любит эту концепцию, утверждают, что эфира не существуют и все застряли где–то на рубеже 18 века. Но на самом деле всё куда более интересно. Несмотря на то, что сам по себе эфир согласно современной физике не существует, есть тут кое–что очень важное. Идея эфира таит в себе один принцип, без которого современной физики просто бы не было. В этом смысле эфир реально есть. О чём же идёт речь? 📱 YouTube 📱 Boosty 💵Спасибо вам за любую поддержку. Это очень важно и полезно. Помочь проекту можно тут или тут же можно задать вопрос. П.с. Выгрузил версию "без проблем" на Бусти, но судя по опросу - у большинства оно тоже работает плохо. Нужно что-то думать, хотя... и выбрать нечего.

Камера Вильсона, а вместе с ней и поиск частиц таким способом - это сплошные фейки и вообще непонятно что! Потому что частицы-то квантовые, а мы измеряем реальное положение и импульс со скоростью можем в этой же точке уточнить. Как это парировать? Легко! Знаете в чём очень интересный момент и секрет этой ситуации? Камера Вильсона на самом деле не показывает точную траекторию. Классическая траектория - это как след от велосипеда на мокром песке. Траектории, регистрируемые в камере Вильсона, могут напоминать классическую траекторию, но они не соответствуют тому следу на песке. Скорее правильно будет сказать, что существует множество возможных траекторий, которые могут удовлетворять наблюдаемым траекториям. Треки в камере Вильсона действуют как некое непрерывное измерение, при котором заряженные частицы последовательно взаимодействуют со средой, вызывая образование капель пара. Это означает, что до следующего измерения происходит эволюция квантовой функции. Это форма квантового эффекта Зенона, где последовательные измерения подавляют эволюцию волновой функции. Поэтому получаются траектории, которые выглядят классическими, но все еще совместимы с принципом неопределенности Гейзенберга. ⚠️  Дебри.Физика #физикачастиц

Что такое электрический ток? Упорядоченное направленное движение заряженных частиц. Хорошо. А почему они двигаются? По той причине, что их толкает электрическое поле. И вот это "электрическое поле толкает электрон" у нас становится краеугольным камнем. Как это вообще работает? Мы уже знаем, что электрон не так прост. Но что-то его ухитряется двигаться. Продолжаю серию выпусков "Никто не знает, что такое электрический ток". Сегодня разбираемся, по какой причине заряды перемещаются по проводу и что их на самом деле толкает. 📱 YouTube 📱 Boosty 💵 Поддержи мою работу! Спасибо всем, кто хоть как-то поучаствовал хотя бы раз.

Помимо легендарного принципа неопределенности, Гейзенберг выдвинул идею, которая поначалу казалась несостоятельной. Он отметил, что нейтроны и протоны - это «одна и та же частица». Точнее, что это два разных состояния одной и той же физической сущности, называемой нейклоном. Эта теория известна как изоспиновая модель. Предположение связано с её математическим сходством со спином электрона, который имеет два различных состояния: вверх и вниз. Теория оказала огромное влияние на заре экспериментальной физики элементарных частиц. Сегодня мы знаем, что эта теория неверна, поскольку известно, что нейтроны и протоны состоят из кварков и содержат разные кварки. Но важно тут другое - изоспиновая модель Гейзенберга послужила источником вдохновения для того, что сегодня мы называем неабелевыми калибровочными теориями - математическими моделями, лежащими в основе нашего понимания взаимодействия фундаментальной частицы (того, что физики знают как стандартную модель физики элементарных частиц). Это я отмечаю во многом для тех, кто очень сильно плюётся от неправильных теорий 😂 Меня самого замучило изобилие разных идей и самых невероятных теорий в комментариях, ибо в них можно утонуть, но тут речь скорее про более или менее академические теории. Это не значит, что другие плохие. Это обозначает степень проработки. И возможно неправильное (как многие говорят) описание гравитации Эйнштейна однажды станет источником ценнейших данных для более глубоких моделей мира. Ну а сегодня выйдет ролик про то, что именно толкает заряд по проводу и как оно формирует электрический ток. ⚠️  Дебри.Физика #теории

Гравитация - это искажение пространства-времени. А тот эффект, который мы наблюдаем не есть сила, а связан скорее со специфическим поведением объектов, траектория непрерывного движения которых в пространстве была искажена. А теперь попробуйте объяснить это инженеру, который привык думать материальными и логичными аналогиями 😂 Вот примерно это и произошло, когда Никола Тесла ознакомился с работами Эйнштейна и его идеей гравитации. Поскольку великому изобретателю не понравилась логика всяких там непонятных искажений, он предложил собственный подход к проблеме. Сегодня мы с вами обсудим теорию динамической гравитации от Николы Теслы. 📱 YouTube 📱 Boosty 💵Поддержи мою работу и спасибо всем, кто иногда это делает!