ידענים: פיסיקה קוונטית

מאת 20 במאי 2017 35 תגובות

מה משמעותו של הזמן בתורת הקוונטים? לפי חישוב של פרופ' אלי פולק ממכון ויצמן למדע, משך הזמן שלוקח לחלקיק קוונטי לעבור דרך מחסום אטום הוא, ובכן, אפס.

אילוסטרציה: numb3r.

אילוסטרציה: numb3r.

חלבונים הם שרשרות מולקולריות ארוכות אשר מתַפקדות כאשר הן מקופלות במרחב במבנה מדויק. מעת לעת נפרמים מבנים תלת-ממדיים אלה, השרשרת המולקולרית נפתחת – ואז חוזרת ומתקפלת שוב. התפלגות משך הזמן החולף כאשר החלבון הפרום מתקפל, או להיפך, נמדדה כבר בעבר, שכן התיאוריה הנדרשת כדי לתאר את ההתפלגות הזאת מבוססת על המכאניקה הקלאסית. אבל פרופ' אלי פולק, מהמחלקה לפיסיקה כימית במכון ויצמן למדע, החליט לנסות להבין אם אפשר למדוד את משך זמן המעבר בין מצבים שונים גם במסגרת המכאניקה הקוונטית, שאלה שמעלה תהייה ותיקה אחרת: מה משמעותו של הזמן בתורת הקוונטים?

פרופ' פולק הראה, שכדי לענות על שאלה בסיסית זו יש לשאול – ולענות – מה ההסתברות שבזמן מסוים תעבור המערכת ממצב קוונטי אחד למצב קוונטי אחר. אחת התופעות הקוונטיות המרתקות בהקשר זה היא תופעת המינהור: חלקיק קוונטי יכול לחדור ולעבור דרך מחסום אטום. לפיכך, מסקרן לדעת כמה זמן נדרש לחלקיק הקוונטי לבצע את המינהור (כלומר, לעבור דרך המחסום הפיסי). פרופ' פולק חישב את התהליך הזה והוכיח שמשך הזמן הממוצע הנדרש לשינוי המצב הקוונטי במערכות שמצויות בטמפרטורות נמוכות מספיק הוא – אפס. כלומר, השינוי מתבצע באפס זמן. המשכו של אותו חישוב הראה, שלעיתים, ככל שהמרחק שהמערכת עוברת לצורך השינוי גדול יותר, כך משך הזמן הנדרש לשם כך קטן יותר.

"תוצאות אלה מקרבות אותנו להבנת מקומו ותפקידו של הזמן במערכות אשר פועלות על-פי חוקי תורת הקוונטים"

פרופ' אלי פולק. צמצום משמעותי של אי-הוודאות המתוארת בעקרון אי-הוודאות. מקור: מגזין מכון ויצמן.

פרופ' אלי פולק. צמצום משמעותי של אי-הוודאות המתוארת בעקרון אי-הוודאות. מקור: מגזין מכון ויצמן.

עוד התפתחות מאותו חישוב הובילה את פרופ' פולק לתוצאה מפתיעה נוספת: במערכות כאלה אפשר לחשב ולמצוא את מיקומו הכמעט מדויק של חלקיק המצוי בתנועה. במילים אחרות, מדובר בצמצום משמעותי של אי-הוודאות המתוארת בעקרון אי-הוודאות המפורסם שטבע ב-1927 ורנר הייזנברג, הפיסיקאי הגרמני חתן פרס נובל. חישובים אלה כלולים במאמרים שפירסם באחרונה פרופ' פולק בכתבי-העת המדעיים Journal of Physical Chemistry Letters ו-Physical Review Letters. לאור ממצאים אלה אומר פרופ' פולק, שתוצאות אלה מקרבות אותנו להבנת מקומו ותפקידו של הזמן במערכות אשר פועלות על-פי חוקי תורת הקוונטים.

35 תגובות ל “זמן אפס”

  1. סבדרמיש יהודה

    לישראל
    על קרינה לא חשבתי. אני מסתדר בלי קרינה, וויליאם (מאוקהם) יהיה מרוצה אם אני לא אכניס עוד גורם לתיאוריה, אבל שוב, אולי כדאי להקדיש לכך מחשבה נוספת.
    לילה טוב
    יהודה

  2. ישראל שפירא

    יודה

    יכול להיות שסביב השמש יש הוריקן שמסתובב במהירויות שונות כאשר כל מהירות מותאמת בדיוק למהירות הסיבוב של הפלנטה הרלוונטית, ושלארץ יש הוריקן פרטי משלה שמותאם למהירות סיבוב הירח, ולצדק יש הוריקן שלו שמהירויות הסיבוב שלו מתאימות בדיוק למהירויות הסיבוב של איו אירופה גנימד קליסטו וכל המשפחה.

    יכול להיות – אבל אוקהם זע בכסאו באי נוחות.

    מדוע לא תנסה קרינה במקום חלקיקים? לקרינה אלקטרומגנטית יש תכונה שלא משנה באיזו מהירות תנוע, היא תמיד נעה יחסית אליך במהירות האור.

    לא סוגר לנו פינה?

  3. סבדרמיש יהודה

    לישראל
    קודם כל עם כוכבי הלכת והשמש אין בעייה ואין חיכוך. כנ"ל גם עם כל השמשות האחרות (הכוכבים בלעז) אבל מה עם הגלקסיות, הצבירים והזברורים?? ובכן…. כאן אין גרביטציה והם נעים בגלל סיבה אחרת. אתה בטח חושב שאני מגזים אבל אולי מי שהגזים זה מי שהחליטו שעקרונות הסיבוב של הגלקסיות (גודל של מאה מיליון שנות אור) הם בדיוק אותן העקרונות שמפעילים את התפוח שנפל על הראש של ניוטון??? מצחיק לא? אז נעשה סדר.כוכבי הלכת נעים בגלל גרביטציה . זה נימדד וזה נימצא נכון. אבל הם בקושי אלפית שנת אור, אתה לא יכול לקבוע שאותה הנוסחה תפעל גם למרחקים של פי מאה מיליון(הגלקסיה) או למרחקים של פי מאה מיליארד(בין גלקסיות וצבירים וזברבורים) . אתה יכול כמובן לנסות אבל כשהחישובים לא מסתדרים, זרוק את הנוסחה!, אל תוסיף לי מסה אפלה ואנרגיה אפלה רק כדי להחזיק את הנוסחה הקדושה של התפוח הקדוש של ניוטון. ודרך אגב לזכותו של ניוטון נאמר שהיקום בזמנו היה זעיר , עד כוכב הלכת שבתאי לכן אין להאשים אותו שהוא אמר שהנוסחה שלו פועלת על כל היקום.
    אז למה לא ניוטון, אמרתי, והסברתי, אבל למה בכל זאת הגלקסיה האהובה שלנו מסתובבת ולמה אנדרומדה האהובה דוהרת לקראתנו?. ובכן…. הפרש לחצים.
    עייפתי, ולך תדע אם אבי היקר יאשר התגובה, ומתי, אז מי שרוצה שיכנס לאתר שלי(ראה תגובה קודמת)
    נא להגיב בעדינות
    והפעם יותר מתמיד.
    יהודה

  4. ישראל שפירא

    אבל יודה!

    האין זה מחייב שלכל מסה – הארץ, הירח, אטום בודד – יש הוריקן פרטי משלו שכיוונו ומהירותו שונים מכיוון וגודל ההוריקן שסובב את השמש? הגלקסיה? הצביר? הזברביר?

  5. סבדרמיש יהודה

    לישראל
    המסקנות הנובעות מקיומה של דרך מחשבה זו הן מאוד מיוחדות, למשל, חיכוך הקיים בתנועה בחלל "ריק" שלא בכיוון תנועתם של כוכבי הלכת, מהירות אור שונה בעבר ובעתיד. קבוע גרביטציה משתנה ולכן גופים מאבדים ממשקלם לאורך זמן, אין צורך בחומר אפל או באנרגיה אפלה להסברת התנועה ביקום, הגרביטציה מוגבלת במרחק עליו היא פועלת ולכן משהו אחר מניע את הגלקסיות, התפשטות היקום פועלת גם בתוך הגלקסיות, היא גם יכולה להסביר את הפרצסיה של כוכב חמה ללא צורך בתורת היחסות ועוד , ועוד.
    מסקנות אלה מגדירות את כל המיכלול כ"תיאורית היקום הפשוט".
    צריך להיות אמיץ כדי להסכים למסקנות נועזות אלה, אך אומר מראש שהן מגובות בהרבה תופעות בטבע.
    אשמח לשמוע את דעתך ודעתם של אחרים למסקנות שאני יודע שהן מוזרות. תודה.
    אבל,,, נא להגיב בעדינות.
    http://yekumpashut.freevar.com/

  6. סבדרמיש יהודה

    לישראל
    אכן כמו שאמרת, הוריקן הפושינג גרביטי הוא רב שיכבתי כמו כל הוריקן שמרכזו הקרוב לעין ההוריקן סובב מהר יותר מהיקפו. כנ"ל, החלק בהוריקן של חלקיקיי הפושינג גרביטי מסתובב מהר יותר כשהוא קרוב יותר לשמש והחלק הרחוק יותר מהשמש מסתובב לאט יותר כך שלאף כוכב לכת וירח אין חיכוך (כמעט) מי שלא נהנה מהפריבילגיה הזאת הם השביטים והאסטרואידים שחוצים את סופות ההוריקן בתנועתם האליפסית ולכן אצלם יופיע החיכוך יותר מהרגיל.
    לי זה ממש ברור ולא הוגן שמבטלים תיאוריה כה מוצלחת בגלל חיכוך דימיוני. שים לב גם למסקנות מיוחדות המופיעות כתוצאה מהסבר הפושינג גרביטי. רשימה אצרף בתגובה הבאה. בהמשך
    עד אז להתאפק ולהגיב בעדינות.
    יהודה

  7. ישראל שפירא

    יודה, אל נא באפך.

    רק מנסה לראות אם ההוריקן פותר את בעיית החיכוך.

    אז בוא נראה. כדי שהארץ לא תיתקל בחיכוך בהקפתה את השמש, ההוריקן צריך להקיף את השמש באותה מהירות סיבובית כמו הארץ. מקבל?

    תנועה קצת מוזרה להוריקן. אבל אפילו אם זה נכון – מה עם יתר הפלנטות? הרי כל אחת מקיפה במהירות זוויתית שונה. האם ההוריקן הוא רב שכבתי?

    נא לענות במתינות.

  8. סבדרמיש יהודה

    לישראל
    למה שהלווינים או הירח ייפלו???, הרי בממוצע הם נעים במהירותו של כדור הארץ חצי סיבוב יותר מהר וחצי יותר לאט. סתם לדבר??, ודרך אגב הייתה פלנטה שנעה שלא בהתאם למקובל אז מה עשו??, הוציאו אותה מהכלל ועכשיו, איזה יופי, כולם נעים לפי הכלל.(אם אשכחך פלוטו, תדבק לשוני לחיכי!).
    בקיצור עם תרוציך המופרכים אתה מנסה לדבוק בניוטון שאין לו שום הסבר על מהות הגרביטציה!
    טוב נירגעתי, ניכנס ללינקים ששלחת.
    יהודה

הוספת תגובה

  • (will not be published)