Můžeme se stát "mlhou"? A budeme v budoucnu procházet zdí?
Dnes se pokusíme vymyslet, jak to na mikroúrovni zařídit, aby byly pro nás pevné objekty prostupné podobně jako třeba mlha. Pro elementární částice to ostatně není až tak velký problém. Třeba taková neutrina procházejí celou zeměkoulí úplně bez problémů, jako by Země byla méně než vzduch. To je způsobeno tím, že běžná hmota složená z atomů je kombinací neuvěřitelně kompaktních atomových jader a obrovského prázdného prostoru mezi jádry nebo mezi nimi a "jejich" elektrony.
Ale i méně zvláštní a "neuchopitelné" částice než jsou neutrina, mohou "procházet zdí". Tedy vlastně každá částice může procházet potenciálovou bariérou ("zdí"), která je vyšší než energie částice, tedy vyšší než jakou by mohla částice s danou energií "přeskočit", překonat. Tomu se v kvantové mechanice říká tunelový jev (stručný popis tohoto jevu je třeba na Wiki), neboť tunelování není přeskočení překážky, ale průchod skrze ní. Tunelový efekt v případě elektronů můžete vidět na obrázku dole. Pozorně se dívejte na pravou stranu od bariéry. Je tam vidět, že přece jen některé elektrony "stěnou" prošly.
Jestli se vám výše uvedený obrázek nehýbe, klidněte na něj nebo klikněte sem, abyste viděli pohyblivou verzi.
Elektrony tunelují s určitou pravděpodobností. Tato pravděpodobnost je ale v případě tak velkého makroobjektu jako je člověk, opravdu mizivá, ale překvapivě není nulová. Mohli bychom narážet milióny let do zdi, a stejně bychom jí neprošli, nicméně se zdá, že extrémně výjimečně bychom projít mohli. V zásadě může tunelovat cokoliv, třeba atom, a v jeho případě čím více má nukleonů v jádře a elektronů ve svých elektronových "obalech", tím je pravděpodobnost tunelování menší. Velmi zhruba řečeno, čím více fermionů (o tom, co je to fermion viz níže) objekt má, tím je nižší pravděpodobnost tunelování. A také čím pevnější překážka, tedy vyšší potenciál bariéry, tím nižší pravděpodobnost průchodu.
Základ problému je hlavně v tom, že atomy pevných objektů mají ve slupkách elektrony a tyto elektrony se vzájemně zejména kvantově (nejen elektricky) odpuzují, takže nemohou být na stejném místě. To popisuje tzv. Pauliho vylučovací princip, který se opírá o to, že elektrony jsou fermiony, tedy částice s poločíselným spinem ("rotací"). (Vzpomínám si, jak jsem byl z tohoto principu vykulenej, když jsem ve 13 letech chodil na přednášky kvantové chemie na universitě. A už tam mi tenkrát vysvětlili, že je to ještě o něco složitější a že elektrony mají 4 kvantová čísla a na jednom místě nemohou být dva se všemi čtyřmi kvantovými čísly stejnými.) Fermiony se prostě odpuzují a nemohou být tedy dva na jednom místě. Kdybychom ale elektrony mohli nějak změnit na neodpuzující se bosony, tedy částice s celočíselným spinem, bylo by vyhráno. Ty by mohly být na jednom místě. Jako analogii pro vysvětlení bosonových vlastností můžeme použít třeba vlny na vodě. Těch vln může být také mnoho na jednom místě, volně se prostupují a neodpuzují se. Takže kdyby překážka, bariéra byla z bosonů nebo objekt, který má překážkou projít, nebylo by prolínání objektů zcela neřešitelný problém. :-)
Kouzlo je v tom, že je v podstatě možné spojit dva či sudý počet kvantově se odpuzujících fermionů a udělat z nich jeden boson (což ale neplatí vždy). A už se dá procházet zdí, že? :-) Tohle ale zaprvé určitě nebude technologicky vůbec jednoduché. Možná to bude stejně obtížné jako realizovat teleportaci člověka, o které jsme pojednali v blogu Jak nezabít člověka při teleportaci. Ale při procházení zdí za pomoci "bosonizace" fermionů je jeden zásadní problém. Kvantové odpuzování fermionů je základ pevnosti objektů složených z atomů. Kdybychom je tedy "bosonizovali", ztratily by pevnost a zhroutily by se. Vůbec bych to tedy nezkoušel u člověka, protože člověk "v podobě mlhy" by asi nepřežil. :-) A také by se "bosonizace" nepovedla proto, že některé fermiony v různých bosonech by měly všechny kvantové vlastnosti stejné, tedy by na ně platil zpětně Pauliho vylučovací princip. Proto by se tedy dva různé bosony na jednom místě jako bosony nechovaly, a mohly by se přesto, že jsou bosony, fermionově odpuzovat. (Mimochodem, Pauli (na obrázku), dostal za svůj vylučovací princip v roce 1945 Nobelovu cenu.)
Proto bych doporučoval na procházení zdí přece jen teleportaci lidského těla skrz, a to raději tak, že bychom nejdříve vytvořili kopii našeho těla za překážkou a pak teprve bezbolestně zničit originál. Takováto operace ale zase s sebou nese otázku, bude-li ta kopie za stěnou ještě naše já nebo ne, jak jsem o tom přemítali právě v blogu v blogu Jak nezabít člověka při teleportaci.
Ale oba blogy, tento i ten o teleportaci, pokud jde o makroobjekty, jsou zatím opravdu jen sci-fi. :-(
Jan Fikáček
Proč jsou izraelská média daleko méně proizraelská než česká?
A nejde jen o izraelská média. USA jsou přece dlouholetý a věrný spojenec Izraele, ale ani ony nestojí teď vždy na straně Izraele. Proč? Proč se snaží válečné tažení Izraele brzdit a volají po příměří?
Jan Fikáček
Tak přece má foton hmotnost!?
Fyzika je úžasná věda, která proměnila celou naši civilizaci. Stačí vzpomenout třeba jen elektřinu bez níž by nebyly počítače, mobily, TV, osvětlení našich bytů atd. Ovšem výjimečně se v ní objeví i dost iracionální tvrzení.
Jan Fikáček
Solvay institut - Einstein, Schrödinger, Planck, Heisenberg, Bohr atd.
Od roku 1911 se konají Solvayovské konference, kterých se ve dvacátých letech účastnili dnes nejslavnější fyzici jako Einstein, Planck, Bohr, Heisenberg. Tyto konference jsou známé hromadnými fotografiemi nejslavnějších fyziků.
Jan Fikáček
Nahraďte svou ženu a děti umělou trpělivostí (inteligencí?)!
Tak jo, uznávám, že ženu a děti nelze umělou inteligencí nahradit ve většině případů, ale v jednom by to asi šlo, ne? :)
Jan Fikáček
Mašínové: Padouch nebo hrdina, my jsme jedna rodina!
Film Bratři o skupině Mašínů dostal v sobotu cenu za nejlepší film roku na Českém lvu. Jeho tvůrce na večeru prohlásil, že to byli hrdinové. Tak se pojďme podívat na jejich činy.
Jan Fikáček
Jak nás intuice vede na scestí v otázce, co je to realita
V hollywoodských filmech často nějaký hrdina, astronaut nebo detektiv, vyřeší problém intuicí. Když selže rozum a důkazy, intuice zaskočí. Jenže intuice není vždy spásné řešení, někdy tomu řešení naopak brání..
Jan Fikáček
Dá se v padesáti naučit anglicky?
Mnohokrát jsem slyšel názor, že pokud se člověk nenaučí nějaký cizí jazyk do třiceti, už se ho nenaučí nikdy. A proto když jsme se přestěhovali s rodinou před tímto mým věkem do Belgie, ani jsem se nový jazyk naučit nesnažil.
Jan Fikáček
Kdy věčnost trvá jen 40 minut
Nositel Nobelovy ceny za fyziku z roku 2012 Franz Wilczek vymyslel kdysi tak zvané časové krystaly. Teď vědci objevili jejich nový druh, o němž dokonce někdo prohlásil, že je nesmrtelný.
Jan Fikáček
Jak se něco naučit 10x rychleji? Použijte AI !
Znáte ten typ lidí, kteří se do něčeho zakousnou a dělají to 12 hodin denně, ať jsou to motorky, stavba baráku nebo věda. Tak takový já určitě nejsem. Ale i takoví jako já mají šanci stát se v něčem machry a to velmi rychle.
Jan Fikáček
O tom, že bakterie myslí tak jako my
Jestli si myslíte, že si chytnete nějakou bakterii a pokecáte si s ní, tak to těžko. Ona "mluví", pokud víme, jen s viry. Ukážeme si třeba, jak bakterie umí abstraktně zobecňovat! Cože? To přece umíme jen my lidé, ne?
Jan Fikáček
Pochopte kvantovou mechaniku za minutu díky sněhové vločce a umělé inteligenci
Kvantová mechanika je nepochopitelná jen tehdy, když člověk nerozumí jejímu filosofickému základu. I nedávní nositelé Nobelovy ceny za fyziku prohlašují, že kvantová mechanika dokazuje, že realita neexistuje. Jak prostý omyl.
Jan Fikáček
Zvládněte portrét s umělou inteligencí za minutu (1 minuta)
Existuje mnoho dlouhých článků a hodinových videí o AI (Artificial Intelligence), které vás zahltí spoustou nepotřebných informací. Chcete-li ale za minutu něco s AI nakreslit, čtěte tento blog. Povedu vás zkratkou.
Jan Fikáček
O tom, proč jsou Beatles, Galileo či Einstein všudypřítomní jako bůh
Když jsem svému synovi pěl chválu na skupinu Beatles, znechuceně odvětil, že je to hudební pravěk. No jasně, dnes jede něco úplně jiného. Dcera mě třeba uvrtala do K-popu (korejského popu), syn stále poslouchá nějaké Bla, bla...
Jan Fikáček
Má Česko milióny chudých? Nebo je to výmysl podporující Babiše?
Na Novinkách.cz vyšel článek o průzkumu chudoby v Česku. Co mě ale zaujalo snad ještě více bylo, jak ho někteří zastánci současné vlády označili za podporu Babiše a SPD. Mohou být fakta úmyslnou podporou nějaké politické strany?
Jan Fikáček
Hitler přežil mnoho atentátů. To já ale taky!
Je známo, že se Hitler už za první světové války ocitl bezbranný před ozbrojeným nepřátelským vojákem, který ho mohl snadno zastřelit. Ten voják se ale slitoval. Kdyby věděl! Hitler vlastně mnohokrát unikl smrti.
Jan Fikáček
Kde jsou všichni mimozemšťané? Syndrom velkého opuštěného hnízda.
Probudil jsem se do dokumentárního pořadu o dinosaurech, kde se řešilo, že velcí dinosauři nemohli sedět přímo na vejcích, protože by je rozmačkali. Vejce proto byla ve velkém kruhu a dinosaur seděl na volné zemi uprostřed nich.
Jan Fikáček
Kunderův Žert aneb kdy není "fanatismus" úplně blbý
„Milá Markéto, optimismus je opium lidstva. Zdravý duch páchne blbostí. Ať žije Trockij. Tvůj Ludvík" byl Ludvíkův politický žert, který mu zničil život. Podobné zážitky člověk ale mohl mít i později než v 50. letech.
Jan Fikáček
Cikánka: Ty jsi policie? Dáš mi pajsku?
Pocházím z Ostravy, tak mám s romskou komunitou bohaté zkušenosti. Ale některé reakce mě i tak překvapí. Jo, bylo by správnější říkat Romka, ale dotyčná taky poznamenala, že není žádná Romka, ale Cigoška. Tak to respektuju.
Jan Fikáček
Existuje čas? Nebo existuje jen současnost? Váš pohled na Měsíc je důkazem. (1 minuta)
Existuje nápaditá koncepce, která tvrdí, že minulost ani budoucnost neexistují, že existuje jen přítomnost. Že třeba žádní dinosauři neexistovali, že nějaká superinteligence nastražila všechny ty kosti v současném okamžiku.
Jan Fikáček
Mašínové všech zemí, spojte se! (2 minuty)
Mašínové jsou pro některé lidi vrazi, pro některé velcí hrdinové. Tedy přesněji celá jejich skupina čítající původně šest lidí. A jako obvykle si obě strany skoro vždy dělají názor bez základních znalosti o této skupině.
předchozí | 1 2 3 4 5 6 7 ... | další |
- Počet článků 310
- Celková karma 30,39
- Průměrná čtenost 3149x
Chcete-li sledovat diskuse v "jeho" skupině, připojte se do Vědecké filosofie & Fyziky (nejen). jfikacek@gmail.com
Upozornění: Toto je popularizační blog pro veřejnost, neberte ho tedy jako vědeckou dizertační práci. Někdy je to jen divoká fantazie. Na druhé straně se snaží udržovat jistou vědeckou kvalitu, takže "esoterické" komentáře nejsou vítány. P.S.: Osobně útočné a odborně velmi nekvalitní komentáře, zejména velmi dlouhé, budou mazány.