실험은 신비한 비 뉴턴주의“양자 힘”의 존재를 지적합니다.

갈릴레오와 뉴턴 시대부터 물리학 자들은 우리가 고전적인 에 살고 있다고 믿었습니다. 세계 - 즉, 고전 물리학의 법칙에 순종하는 세상. 공간은 유클리드 인 것으로 보였고, 자연은 연속적인 것으로 여겨졌으며, 동작은 행동 반응력 쌍으로 인한 것으로 보였다.

20 세기의 새벽에, 처음 두 가정은 거짓으로 나타났습니다. 일반적인 상대성 이론은 공간을 비 유클리드와 양자 역학이 자연이 불연속적이고“기뻐한다”는 것을 암시하는 것으로 보인다. 세 번째 조건, 힘이 항상 행동 반응 쌍을 이용한다는 사실은 Newton의 세 번째 운동 법칙의 결과입니다.

“모든 행동에 대해 동등하고 반대의 반응이 있습니다” - 뉴턴의 제 3 법칙

뉴턴의 세 번째 법칙은 힘이 쌍으로 만 존재한다고 말합니다. 즉, 하나의 힘이있는 곳이면 어디에도, 동등하고 반대의 힘이 있어야합니다. 예를 들어, 어떤 힘으로 벽을 밀면 벽은 반대 방향으로 같은 양의 힘으로 뒤로 밀립니다. 벽에서 행동 할 때 벽이 동시에 당신에게 행동합니다. 중력과 마찬가지로. 물체는 서로에게 상호 중력 영향을 미칩니다. 태양의 중력은 지구에 힘을 가하고 지구는 태양에 힘을 가해집니다.

글쎄, 이제 우리는 뉴턴의 세 번째 법이 거짓이라고 생각하거나 특정 상황에서는 적어도 거짓이라고 생각할 좋은 이유가 있습니다. 네브래스카 대학교 (University of Nebraska)와 앤트워프 대학 (University of Antwerp)의 과학자들로 구성된 공동 팀이 수행 한 최근 실험은 전자에 의해 작용하지 않고 전자의 움직임에 영향을 줄 수있는 신비한“양자 힘”의 존재를 나타내는 것으로 보인다.

연구원 구체적인 결과는 "Aharonov-Bohm 효과"로 알려진 것과 관련이 있습니다. 간단히 말해서, Aharonov-Bohm 효과는 전기적으로 전하 된 입자가 전자기 전위에 의해 영향을받는 양자 기계적 현상이며, 자기장과 전기장이 0 인 지역에 있음에도 불구하고 Aharonov-Bohm 효과는 1959 년 Yakir Aharonov와 David Bohm에 의해 1959 년에 처음으로 예측되었으며 1986 년 일본인으로서 처음으로 확인되었습니다. Tonomura.

현재의 연구는 Aharonov-Bohm 효과가 이전에 발견되지 않은“양자력”의 작용 때문이라는 것을 암시하는 것으로 보인다. 고전적인 힘과 같은 운동에 영향을 미치지 만 이상한 속성이있는 개체. 구체적으로,이 힘은 비 국한적이고 비 뉴턴 인으로 보인다.

전기장 및 전위

전기장과 전위에 대해 조금 이야기합시다. 고전적인 역학에서 전자와 같은 충전 된 물체는 전기장을 만듭니다 . 전기장은 수학적으로 벡터 필드 로 설명됩니다. , 해당 공간의 모든 지점에 크기와 방향이 할당되는 추상 공간. 필드의 크기와 방향은 필드가 그 지점에서 양의 하전 된 입자에 가해지는 전기력의 강도와 방향을 나타냅니다. 전기장을 그 공간의 모든 지점에서 내재 된 "풀"또는 "푸시"와 관련이있는 공간의 영역으로 생각하십시오.

전위 로 알려진 것도 있습니다. . 전위는 하전 입자를 필드의 한 지점에서 다른 지점으로 이동하는 데 필요한 작업의 양을 나타냅니다. 한 지점에서의 전위는 그 지점에서 하전 입자에 함유 된 전위 에너지와 정확히 동일하다. 전위를 전기 전위를 주어진 거리에 걸쳐 전기장의 강도가 얼마나 빨리 변하는지를 측정 할 수 있습니다. 전위는 스칼라 입니다 수량 (크기 만 있음)은 선택한 기준점에 대한 입자의 위치에만 의존합니다.

전기 역학의 대부분의 역사에서, 전위는 물리적 현실을 갖는 것으로 간주되지 않았으며 어느 시점에서 전기장의 특성을 계산하는 데 유용한 수학적 도구로만 보였다. 그러나 Aharonov-Bohm 효과의 발견은 일반적으로 전기 잠재력이 진정한 존재하는 실체라는 것을 보여주는 것으로 일반적으로 해석됩니다. 물질에 인과 적 영향을 미칩니다. Aharonov-Bohm 효과에 대한 많은 후속 연구는 전위와 하전 입자 사이의 이러한 명백한 인과 적 상호 작용의 특성을 결정하는 데 중점을 두었습니다.

Zeilinger, Shelankov 및 추가 작업

1998 년, 물리학 자 안톤 제일 링거 (Anton Zeilinger)는 Aharonov-Bohm 효과가 어떤 힘으로부터 발생하지 않으며 대신 전위의 "분산없는"특성의 결과라고 주장했다. 그의 추론은 관찰 된 전자 회절이 힘에 의해 야기된다면, 우리는 전자 운동의 원래 예측에서 시간 지연을 볼 수 있다는 것이었다. 실험은 이러한 지연을 보여주지 않은 것처럼 보이기 때문에 힘은 작동 할 수 없다고 결론 지었다. 물리학 자 Andrei Shalankov의 또 다른 연구는 시간 지연 대신 힘의 작용이 시간 지연 대신 전자 편향으로 나타날 수 있다고 예측했다.

현재의 연구는 숨겨진 힘으로 인한 가능한 전자 위치 회절을 측정함으로써 Zeilinger의 정리와 Shelankov의 예측을 테스트하기위한 것입니다. 이 주장을 테스트하기 위해 연구원들은 전자기장이 입자에서 차폐 된 자기 적으로 하전 된 솔레노이드에서 전자 빔을 발사하는 실험 장치를 설치했습니다.

막대가 자화되지 않았을 때, 전자는 섭동없이 솔레노이드 측면에서 바로 항해했습니다. 그러나 일단 자화를 증가시킨 후, 연구자들은 횡 방향으로 예측 된 비대칭 전자 회절 패턴을 관찰했습니다. 자기 전하를 역전시키는 것은 관찰 된 비대칭의 방향을 역전 시켰으며, 이는 솔레노이드 시스템의 전자기 전위가 입자에 인과 적 영향을 미치고 있음을 나타낸다. 여기서 중요한 것은 전자가 전자기장의 영향이없는 공간을 통해 이동하고 있다는 것입니다 . 그러나이 지역에는 전위가 있으며 입자가 어떻게 편향되는지 결정합니다.

Zeilinger는이 결과를 명시 적으로 살펴 보겠습니다. Zeilinger는이 시스템에서 힘의 작용이 원하는 지점에서 전자가 도착하는 데 시간 지연 될 것이라고 예측했습니다. Sheleankov는 반대로, 힘의 작용을 나타내는 데 필요한 모든 것이 시간 지연이 아니라 위치 회절이라고 응답했다. 현재 실험에 따르면 두 주장이 모두 사실 일 수 있으며 시간 지연 및 가 없습니다. 위치 회절이있다; Zeilinger와 Shelankov의 예측은 모두 사실 일 수 있습니다. 특별한 종류 만 있으면됩니다. 힘의; 당신이 원한다면“양자 힘”.

"Quantum Force"

우리는이“힘”의 본질을 무엇을 만들까요? 글쎄, 우선, 힘의 행동은 비 국소적인 것으로 보인다.; 즉, 거리에서 즉시 행동 할 수 있습니다. 설정에서 관찰 된 시간 지연이 없다는 사실은 가정력이 전자에서 전파되고 작용하는 데 시간이 필요하지 않음을 나타냅니다. 비 국소력은 고전 물리학에서 확실히 중요하지 않지만, 양자 물리학 자들은 비 국소 메커니즘에 익숙합니다. 구체적으로, 양자 얽힘은 공간적으로 분리 된 2 개의 입자의 순간 상호 작용을 포함하는 것으로 보인다. 이 연구 리드 Herman Batelaan에 따르면, 그들의 결과는 양자 얽힘과 비슷한 비 국소력의 작용으로 해석 될 수있다.