Ecuația lui Shreddinger: când principiul incertitudinii urcă la 12 – Physics World

[Conținutul încorporat]

rupe în bucăți (ʃrɛd), verb (intranzitiv, argo): să cânți la chitară electrică folosind seturi de note într-un mod care să producă un sunet care este distorsionat (adică ciudat și uneori neplăcut) -
o definiție destul de dubioasă, prin amabilitatea lui Dicţionar Cambridge englez.

Cred că este sigur să spun că muzica heavy-metal nu este percepută în mod popular ca fiind nici provocatoare din punct de vedere cerebral, nici o formă de artă deosebit de îndrăzneață. Într-adevăr, pentru majoritatea din afara subculturii, este în esență zgomot pentru neanderthalieni. Pe de altă parte, se crede că mecanica cuantică este una dintre realizările intelectuale uriașe ale umanității. De fapt, este atât de solicitant din punct de vedere conceptual încât, chiar dacă crezi că înțelegi, se presupune că nu o faci.

Deci, ce se întâmplă când corpul metalului se întâlnește cu creierul fizicii cuantice? Aceasta este o întrebare pe care am cercetat-o ​​intens de când am fost invitată de Institutul de Fizică în urmă cu mai bine de un deceniu să contribui la (acum din păcate dispărut) focusul fizicii blog. Deși am avut întotdeauna un interes puternic pentru scris, nu am scris anterior pe blog și nu eram în întregime sigur cum să-mi poziționez cel mai bine postările. Așadar, am urmat sfatul standard – scrieți ceea ce știți.

Suprapunându-mi obsesiile gemene ale metalului și fizicii, în 2013 I a scris o bucată în care am încercat să explic principiul incertitudinii Heisenberg în contextul chitarelor zguduitoare ale Metallica, Megadeth, Opeth et al. Scrierea a fost atât de distractiv – totul este doar analiza Fourier aplicată, până la urmă – încât legătura metal-cuantică a devenit tema unei cărți întregi. Când principiul incertitudinii ajunge la 11: sau cum se explică fizica cuantică cu metalele grele a fost publicat în mod corespunzător în 2018.

Dar am putea împinge amestecul dintre metal și fizica cuantică dincolo de 11, la un 12 zguduitor pe cadranul de volum? În loc să scrieți doar despre conexiuni, de ce să nu încorporați conceptele cuantice direct, de jos în sus, într-un cântec de metal? Să derivăm riff-urile, ritmurile și versurile din ecuații, constante și teorii ale fizicii. Dacă multiversul ar exista, va exista întotdeauna un univers în care „metalul cuantic” să existe și ar putea la fel de bine să fie acesta.

Cântecul rezultat, „Taci și calculează”, a fost publicat recent pe Șaizeci de simboluri Canalului YouTube, care este o colaborare între regizorul / jurnalistul video Brady Haran și fizicienii de la Universitatea din Nottingham. (De fapt, titlul acestui articol a fost preluat direct dintr-un comentariu lăsat de un spectator sub videoclip – așa că mulțumesc @muusers.) Ar trebui să recunosc că Brady m-a răsfățat anterior când vine vorba de link-uri metal-matematică după ce am colaborat cu Dave Brown pe o cântec inspirat de raportul de aur în 2012 pentru Brady's Numberphile canal.

Am putea împinge amestecul dintre metal și fizica cuantică dincolo de 11, la un 12 zguduitor pe cadranul de volum?

Cu „Taci și calculează”, totuși, am vrut să împingem plicul metal-știință mult mai departe astfel încât nu numai cântecul să fie condus de o codificare muzicală a conceptelor cuantice, dar și studenții de fizică, profesorii și cercetătorii să fie implicați direct în crearea sa. Prin urmare, un mare mulțumire cineastului Sean Riley, care se află de obicei în spatele Computerphile aparat de fotografiat, pentru editarea sa inspirată a grupelor de gigaocteți de imagini pentru a produce finala Șaizeci de simboluri video. Mulțumiri uimitoare se datorează și lui David Domminney Fowler – chitarist al trupei australiane Pink Floyd (căutați-le dacă sunteți fan Floyd), producător, inginer de sunet, ocazional Computerphile colaborator și uber-geek auto-mărturisit – pentru mixarea piesei.

Cântecul prezintă un joc de bas de la James Theobald – șeful de fizică la Şcoala de ministru în Southwell, Nottinghamshire – împreună cu un solo de chitară de la Chris Morley, un postdoc în tehnologii cuantice la Nottingham. La jumătatea cântecului, există un „cor” de studenți din Nottingham care scandează „Aceasta este rădăcina tuturor lucrurilor” sub lectura unui pasaj cheie din clasicul din 1930 al lui Paul Dirac, care definește genul. Principiile mecanicii cuantice.

Când a fost vorba de alegerea unui titlu și a refrenului pentru melodie, chiar nu a fost altă opțiune. Trebuia să fie „Shut Up And Calculate” – avertismentul peren pentru studenții de fizică atunci când vine vorba de a se familiariza cu mecanica cuantică. Dacă vrei să știi cum am ascuns ecuațiile și conceptele cuantice în cântec, toate detaliile sângeroase sunt pe mine Simptomele Universului blog. Pe scurt, iată doar câteva dintre mapările fizică-metal pe care le-am folosit. Riff-urile de deschidere sunt o mapare a cifrelor (în unități SI) ale ħ/2m (chitară rotită spre stânga) și ħ (panat la dreapta) la notele unei scale minore armonice C, care codifică constante în ecuația Schrödinger dependentă de timp. Aceste riff-uri sunt subcutate de accente de drum-bas care urmează o secvență de 1, 4, 9, 16, adică potrivirea valorilor proprii de energie pentru un potențial infinit 1D.

Abilitatea de a conecta cu diferite audiențe a fost o motivație cheie pentru această nouă melodie

Sub refren există un model repetat de tobă bas 6..6..2..6..0..7, punctat de capcană, care reprezintă primele câteva cifre ale constantei lui Planck, h. Acest model se întoarce la bătăi de capcană punctate de tobă după codul Morse pentru „e to i pi” (adică e^iπ) – o schimbare de fază de 180 de grade – sună în secțiunea de mijloc a cântecului. Am spus că am dus chestia cu metalul cuantic cu mult peste 11!

După ce am încărcat Numberphile Melodia de proporție de aur cu toți acești ani în urmă, unul dintre comentariile de sub videoclip care mi-a ramas cu adevărat a fost: „Cred că tocmai m-ai făcut să-mi placă matematica. Nenorociți deștepți.” Este exact acea capacitate de a conecta cu diferite audiențe – care altfel ar putea crede, din păcate, că fizica sau matematica nu sunt pentru ei – a fost o motivație cheie pentru această nouă melodie și, într-adevăr, pentru cartea mea.

Totuși, la fel de motivant este contracararea vechiului stereotip obosit conform căruia știința nu este creativă. Cred că este la fel de multă creativitate implicată în crearea unui experiment sau calcul de fizică, precum este în pictură, poezie sau compoziție. Depășirea diviziunii arte-știință, din ambele direcții, este esențială pentru a contracara acest mit. Și dacă o putem face prin intermediul metalului, cu atât mai bine.

• Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Împuterniciți-vă. Accesați Aici.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
• PlatoESG. Automobile/VE-uri, carbon, CleanTech, Energie, Mediu inconjurator, Solar, Managementul deșeurilor. Accesați Aici.
• BlockOffsets. Modernizarea proprietății de compensare a mediului. Accesați Aici.
• Sursa: https://physicsworld.com/a/shreddingers-equation-when-the-uncertainty-principle-goes-up-to-12/