معادله شردینگر: وقتی اصل عدم قطعیت به 12 می رسد - دنیای فیزیک

معادله شردینگر: وقتی اصل عدم قطعیت به 12 می رسد - دنیای فیزیک

فیلیپ موریارتی توضیح می‌دهد که چه اتفاقی می‌افتد وقتی که مغز هوی متال با مغز فیزیک کوانتومی در آهنگ جدید «خفه شو و حساب کن» ملاقات می‌کند.

[محتوای جاسازی شده]

خرد کردن (ʃrɛd)، فعل (ناگذر، عامیانه): برای نواختن گیتار الکتریک با استفاده از مجموعه‌هایی از نت‌ها به گونه‌ای که صدایی مخدوش تولید کند (یعنی عجیب و گاهی ناخوشایند) -
یک تعریف نسبتا مشکوک، با حسن نیت از دیکشنری انگلیسی کمبریج.

فکر می‌کنم می‌توان با اطمینان گفت که موسیقی هوی متال نه از نظر ذهنی چالش‌برانگیز است و نه به‌عنوان یک نوع هنری خاص. در واقع، برای اکثر افراد خارج از خرده فرهنگ، اساساً برای نئاندرتال ها سروصدا است. از سوی دیگر، اعتقاد بر این است که مکانیک کوانتومی یکی از دستاوردهای فکری بزرگ بشریت است. در واقع، از نظر مفهومی آنقدر خواستار است که حتی اگر فکر می‌کنید آن را درک می‌کنید، ظاهراً نمی‌دانید.

پس چه اتفاقی می‌افتد وقتی مغز فلز با مغز فیزیک کوانتومی برخورد می‌کند؟ این سوالی است که از زمانی که بیش از یک دهه پیش توسط مؤسسه فیزیک دعوت شدم برای کمک به آن (که متاسفانه اکنون از بین رفته) به شدت روی آن تحقیق کرده ام. تمرکز فیزیکی وبلاگ. اگرچه من همیشه علاقه شدیدی به نوشتن داشتم، قبلاً وبلاگ نویسی نکرده بودم و کاملاً مطمئن نبودم که چگونه پست‌هایم را به بهترین شکل قرار دهم. بنابراین، من توصیه استاندارد را دنبال کردم - آنچه را که می دانید بنویسید.

در سال 2013 با برهم زدن وسواس های دوقلوی فلز و فیزیک، من قطعه ای را نوشت که در آن سعی کردم اصل عدم قطعیت هایزنبرگ را در زمینه گیتارهای متالیکا، مگادث، اوپث توضیح دهم. و همکاران. نوشتن آن به قدری سرگرم کننده بود – به هر حال همه اینها فقط تحلیل فوریه است – که پیوند فلز-کوانتوم موضوع کل کتاب شد. وقتی اصل عدم قطعیت به 11 می رسد: یا چگونه فیزیک کوانتومی را با فلزات سنگین توضیح دهیم به درستی منتشر شد در 2018.

عکسی از ویدیوی آهنگ خفه شو و حساب کن

اما آیا می‌توانیم ترکیب فلزات و فیزیک کوانتومی را فراتر از 11 برسانیم و روی صفحه تنظیم صدا به عدد 12 برسانیم؟ به جای نوشتن فقط در مورد اتصالات، چرا مفاهیم کوانتومی را مستقیماً، از پایین به بالا، در یک آهنگ متال قرار نمی دهیم؟ بیایید ریف ها، ریتم ها و اشعار را از معادلات، ثابت ها و تئوری های فیزیک استخراج کنیم. اگر چندجهان وجود داشت، همیشه جهانی وجود داشت که در آن «فلز کوانتومی» وجود داشت، و ممکن است این جهان نیز باشد.

آهنگ حاصل، "خفه شو و حساب کن"، اخیرا در سایت منتشر شده است شصت نماد کانال یوتیوب، که با همکاری فیلمساز/خبرنگار ویدئویی برادی هاران و فیزیکدانان دانشگاه ناتینگهام است. (در واقع، عنوان این مقاله مستقیماً از نظر یک بیننده در زیر ویدیو برداشته شد - بنابراین از شما @muusers متشکرم.) باید اعتراف کنم که بعد از همکاری ما، برادی قبلاً در رابطه با پیوندهای فلزی-ریاضی از من لذت برده است. با دیو قهوه ای در آهنگ الهام گرفته از نسبت طلایی در سال 2012 برای Brady's Numberphile کانال.

آیا می‌توانیم ترکیب فلزات و فیزیک کوانتومی را فراتر از 11 برسانیم و به عدد 12 درهم‌شکنی روی صفحه تنظیم صدا برسانیم؟

با این حال، با "خفه شو و محاسبه کن" ما می‌خواستیم محتویات علوم فلزی را خیلی بیشتر جلو ببریم به طوری که نه تنها آهنگ توسط رمزگذاری موسیقایی مفاهیم کوانتومی هدایت می شود، بلکه دانشجویان فیزیک، معلمان و محققان نیز مستقیماً در ایجاد آن نقش دارند. از این رو یک تشکر بزرگ از فیلمساز شان رایلی، که معمولاً پشت سر است رایانه دوربین، برای ویرایش الهام‌گرفته‌اش از چند گیگابایت فیلم برای تولید فیلم نهایی شصت نماد ویدئو همچنین از دیوید دامینی فاولر - گیتاریست پینک فلوید استرالیایی (اگر طرفدار فلوید هستید به آنها نگاه کنید)، تهیه کننده، صدابردار، گاه و بیگاه تشکر می کنم. رایانه مشارکت کننده و خود اعتراف uber-geek - برای میکس آهنگ.

این آهنگ شامل نواختن باس از جیمز تئوبالد - رئیس فیزیک در دانشگاه است مدرسه وزیر در ساوت ول، ناتینگهام شایر – همراه با تک نوازی گیتار از کریس مورلی، یک فوق دکترای فناوری های کوانتومی در ناتینگهام. در اواسط آهنگ، گروهی از دانش‌آموزان ناتینگهام وجود دارد که زیر خوانش قطعه‌ای کلیدی از کلاسیک ژانر تعریف‌کننده پل دیراک در سال 1930، شعار می‌دهند: «این ریشه همه چیز است». اصول مکانیک کوانتومی.

وقتی نوبت به انتخاب عنوان و گروه کر برای آهنگ می رسید، واقعاً چاره دیگری وجود نداشت. این باید "خفه شو و محاسبه" باشد - توصیه ای همیشگی به دانشجویان کارشناسی فیزیک در هنگام برخورد با مکانیک کوانتومی. اگر می خواهید بدانید که چگونه معادلات و مفاهیم کوانتومی را در آهنگ پنهان کردیم، تمام جزئیات تلخ در من است. علائم کیهان وبلاگ. به طور خلاصه، در اینجا فقط چند مورد از نگاشتهای فیزیک-فلزی که استفاده کردیم آورده شده است. ریف‌های افتتاحیه نقشه‌برداری از ارقام (به واحد SI) هستند ± 2 متر (گیتار به سمت چپ چرخید) و ħ (به سمت راست) به نت های یک مقیاس مینور هارمونیک C، که ثابت ها را در معادله شرودینگر وابسته به زمان رمزگذاری می کند. این ریف‌ها با لهجه‌های درام باس که دنباله‌ای 1، 4، 9، 16 را دنبال می‌کنند، تضعیف می‌شوند، یعنی مطابق با مقادیر ویژه انرژی برای چاه پتانسیل 1 بعدی بی‌نهایت.

توانایی برقراری ارتباط با مخاطبان مختلف انگیزه اصلی این آهنگ جدید بود

در زیر گروه کر یک الگوی باس-درام تکراری 6..6..2..6..0 وجود دارد که با تله نقطه گذاری شده است، که نشان دهنده چند رقم اول ثابت پلانک است. h. این الگو به ضربات تله‌ای می‌چرخد که توسط طبل باس بعد از کد مورس برای «e تا i pi» نقطه‌گذاری شده است (یعنی e) – تغییر فاز 180 درجه – در وسط آهنگ به صدا در می آید. من گفتم که ما چیز کوانتومی-فلز را به بسیار فراتر از 11 رساندیم!

بعد از اینکه ما آن را آپلود کردیم Numberphile آهنگ با نسبت طلایی تمام آن سال‌ها پیش، یکی از کامنت‌های زیر ویدیو که واقعاً برایم جالب بود این بود: «فکر می‌کنم شما فقط باعث شدید که ریاضی را دوست داشته باشم. حرامزاده های باهوش.» این دقیقاً همان توانایی برقراری ارتباط با مخاطبان مختلف است - که متأسفانه ممکن است فکر کنند فیزیک یا ریاضیات برای آنها مناسب نیست - یک انگیزه کلیدی برای این آهنگ جدید و در واقع برای کتاب من بود.

با این حال، مقابله با این کلیشه خسته قدیمی مبنی بر اینکه علم خلاق نیست، به همان اندازه انگیزه‌بخش است. من معتقدم در راه اندازی یک آزمایش یا محاسبات فیزیک به همان اندازه خلاقیت در نقاشی، شعر یا ترانه سرایی وجود دارد. عبور از شکاف هنر و علم، از هر دو جهت، برای مقابله با این افسانه ضروری است. و اگر بتوانیم این کار را از طریق فلز انجام دهیم، بهتر است.

تمبر زمان:

بیشتر از دنیای فیزیک