Phương trình Shreddinger: khi nguyên lý bất định lên đến 12 – Physics World

[Nhúng nội dung]

cắt nhỏ (ʃrɛd), động từ (nội động từ, tiếng lóng): chơi ghi-ta điện bằng cách sử dụng các nốt nhạc theo cách tạo ra âm thanh bị bóp méo (tức là kỳ lạ và đôi khi khó chịu) -
một định nghĩa khá mơ hồ, lịch sự của Từ điển tiếng Anh Cambridge.

Tôi nghĩ thật an toàn khi nói rằng âm nhạc kim loại nặng được mọi người coi là không thách thức trí não cũng như không phải là một hình thức nghệ thuật đặc biệt trí tuệ. Quả thực, đối với hầu hết những người bên ngoài tiểu văn hóa, về cơ bản đó là tiếng ồn đối với người Neanderthal. Mặt khác, cơ học lượng tử được cho là một trong những thành tựu trí tuệ cao chót vót của nhân loại. Trên thực tế, về mặt khái niệm, nó đòi hỏi khắt khe đến mức ngay cả khi bạn nghĩ mình hiểu nó thì thực ra bạn cũng không hiểu.

Vậy điều gì sẽ xảy ra khi khối kim loại gặp bộ não của vật lý lượng tử? Đó là câu hỏi mà tôi đã nghiên cứu chuyên sâu kể từ khi tôi được Viện Vật lý mời hơn một thập kỷ trước để đóng góp cho nó (đáng buồn là bây giờ đã không còn tồn tại) tiêu điểm vật lý Blog. Mặc dù tôi luôn có hứng thú với việc viết lách nhưng trước đây tôi chưa từng viết blog và không hoàn toàn chắc chắn về cách sắp xếp bài đăng của mình một cách tốt nhất. Vì vậy, tôi đã làm theo lời khuyên thông thường – viết những gì bạn biết.

Thừa hưởng nỗi ám ảnh song sinh của tôi về kim loại và vật lý, vào năm 2013, tôi đã viết một đoạn trong đó tôi đã cố gắng giải thích nguyên lý bất định Heisenberg trong bối cảnh tiếng guitar vang lên của Metallica, Megadeth, Opeth et al. Viết nó thật thú vị - xét cho cùng thì tất cả chỉ là áp dụng phân tích Fourier - mối liên hệ giữa kim loại và lượng tử đã trở thành chủ đề của cả một cuốn sách. Khi Nguyên lý Bất định lên ngôi 11: Hay Cách Giải thích Vật lý lượng tử bằng Kim loại nặng đã được xuất bản hợp lệ trong 2018.

Nhưng liệu chúng ta có thể đẩy sự kết hợp giữa vật lý kim loại và lượng tử vượt quá con số 11, đến con số 12 chói tai trên nút xoay âm lượng không? Thay vì chỉ viết về các kết nối, tại sao không nhúng trực tiếp các khái niệm lượng tử, từ dưới lên, vào một bài hát metal? Hãy rút ra những đoạn riff, nhịp điệu và lời bài hát từ các phương trình, hằng số và lý thuyết vật lý. Nếu đa vũ trụ tồn tại, sẽ luôn có một vũ trụ trong đó “kim loại lượng tử” tồn tại, và nó cũng có thể là vũ trụ này.

Bài hát kết quả, “Im lặng và tính toán”, vừa được xuất bản trên Sáu mươi biểu tượng Kênh YouTube, là sự hợp tác giữa nhà làm phim/nhà báo video Brady Haran và các nhà vật lý tại Đại học Nottingham. (Trên thực tế, tiêu đề của bài viết này được lấy trực tiếp từ một nhận xét do người xem để lại dưới video - vì vậy, cảm ơn bạn @muusers.) Tôi phải thừa nhận rằng Brady trước đây đã yêu thích tôi khi nói đến các liên kết toán học kim loại sau khi chúng tôi cộng tác với Dave nâu trên bài hát lấy cảm hứng từ tỷ lệ vàng vào năm 2012 cho Brady's Số một kênh.

Liệu chúng ta có thể đẩy sự kết hợp giữa kim loại và vật lý lượng tử vượt quá con số 11, đến con số 12 chói tai trên nút xoay âm lượng không?

Tuy nhiên, với “Im lặng và tính toán”, chúng tôi muốn đẩy giới hạn khoa học-kim loại đi xa hơn nữa để bài hát không chỉ được thúc đẩy bởi sự mã hóa âm nhạc của các khái niệm lượng tử mà các sinh viên đại học vật lý, giáo viên và nhà nghiên cứu cũng sẽ trực tiếp tham gia vào quá trình tạo ra nó. Vì vậy, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến nhà làm phim Sean Riley, ai thường đứng đằng sau Máy tính máy ảnh, vì sự chỉnh sửa đầy cảm hứng của anh ấy đối với hàng gigabyte cảnh quay để tạo ra bản cuối cùng Sáu mươi biểu tượng băng hình. Những lời cảm ơn chói tai cũng là của David Domminney Fowler – tay guitar của ban nhạc Pink Floyd người Úc (hãy tra cứu nếu bạn là người hâm mộ Floyd), nhà sản xuất, kỹ sư âm thanh, thỉnh thoảng Máy tính người đóng góp và tự nhận mình là người đam mê âm nhạc – vì đã phối âm bài hát.

Bài hát có phần chơi bass của James Theobald – trưởng khoa vật lý tại trường mục sư ở Southwell, Nottinghamshire – cùng với màn độc tấu guitar của Chris Morley, một postdoc về công nghệ lượng tử tại Nottingham. Ở giữa bài hát, có một “dàn hợp xướng” của các sinh viên đại học Nottingham đang hô vang “Đây là gốc rễ của mọi thứ” dưới phần đọc một đoạn quan trọng từ tác phẩm kinh điển xác định thể loại năm 1930 của Paul Dirac Các nguyên lý của cơ học lượng tử.

Khi phải chọn tựa đề và điệp khúc cho bài hát, thực sự không có lựa chọn nào khác. Đó phải là “Im đi và tính toán” – lời khuyên lâu năm dành cho sinh viên chưa tốt nghiệp vật lý khi bắt đầu nắm bắt cơ học lượng tử. Nếu bạn muốn biết chúng tôi đã giấu các phương trình và khái niệm lượng tử trong bài hát như thế nào thì tất cả các chi tiết đẫm máu đều có trong bài hát của tôi. Triệu chứng của vũ trụ Blog. Tóm lại, đây chỉ là một số ánh xạ vật lý-kim loại mà chúng tôi đã sử dụng. Đoạn mở đầu là ánh xạ của các chữ số (theo đơn vị SI) của ħ/2m (guitar quay sang trái) và ħ (xoay bên phải) đến các nốt của thang âm thứ hài hòa C, mã hóa các hằng số trong phương trình Schrödinger phụ thuộc thời gian. Những đoạn riff này được cắt bớt bởi các điểm nhấn của trống-bass theo trình tự 1, 4, 9, 16, tức là khớp với các giá trị riêng về năng lượng cho một giếng thế 1D vô hạn.

Khả năng kết nối với nhiều đối tượng khán giả khác nhau là động lực chính cho bài hát mới này

Dưới phần điệp khúc có mẫu trống trầm 6..6..2..6..0..7 lặp đi lặp lại, được ngắt quãng bằng bẫy, đại diện cho một vài chữ số đầu tiên của hằng số Planck, h. Mẫu này chuyển sang các nhịp bẫy được ngắt quãng bởi trống trầm sau mã Morse cho “e to i pi” (tức là e^iπ) – lệch pha 180 độ – phát ra âm thanh ở đoạn giữa bài hát. Tôi đã nói rằng chúng ta đã đưa kim loại lượng tử vượt xa con số 11!

Sau khi chúng tôi tải lên Số một bài hát về tỷ lệ vàng cách đây nhiều năm, một trong những bình luận dưới video thực sự khiến tôi ấn tượng là: “Tôi nghĩ bạn vừa khiến tôi thích toán học. Những tên khốn thông minh.” Chính khả năng kết nối với những khán giả khác nhau - những người không may có thể nghĩ rằng vật lý hoặc toán học không dành cho họ - là động lực chính cho bài hát mới này và thực sự cho cuốn sách của tôi.

Tuy nhiên, động lực không kém là chống lại định kiến ​​cũ mệt mỏi rằng khoa học không có tính sáng tạo. Tôi tin rằng việc thiết lập một thí nghiệm hoặc tính toán vật lý cũng có nhiều tính sáng tạo như trong hội họa, thơ ca hay sáng tác. Vượt qua ranh giới nghệ thuật-khoa học, từ cả hai hướng, là điều cần thiết để chống lại huyền thoại này. Và nếu chúng ta có thể làm được điều đó thông qua môi trường kim loại thì càng tốt.

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
• PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
• Trung tâmESG. Ô tô / Xe điện, Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
• BlockOffsets. Hiện đại hóa quyền sở hữu bù đắp môi trường. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://physicsworld.com/a/shreddingers-equation-when-the-uncertainty-principle-goes-up-to-12/