Mila111111 Голосов: 4 Адрес блога: http://www.liveinternet.ru/users/mila111111/ Добавлен: 2007-11-11 12:39:13 блограйдером Free_project

«Жуткое квантовое действие» может удерживать Вселенную от распада

2015-05-14 17:09:58 (читать в оригинале)


Брайан Свингл был аспирантом, изучал физику веществ в Массачусетском
технологическом институте, когда вдруг решил взять несколько уроков в
теории струн, чтобы подкрепить свое образование — как он вспоминает,
«потому что почему бы и нет?» — хотя никогда особо не интересовался этой
областью. По мере углубления в детали Свингл начал подмечать
неожиданные сходства подхода теории струн к физике черных дыр и
квантовой гравитации с его собственной работой, в которой он использовал
так называемые тензорные сети для прогнозирования свойств экзотических
материалов


«Я осознал, что происходит что-то глубокое», — говорит он.

Тензоры возникают по всей физике — это простые математические
объекты, которые могут представлять несколько чисел одновременно. К
примеру, вектор скорости — простой тензор: он захватывает значения
скорости и направления движения. Более сложные тензоры, связанные в
сети, можно использовать для упрощения расчетов комплексных систем,
состоящих из многих различных взаимодействующих частей, в том числе и
сложного взаимодействия огромного числа субатомных частиц, составляющих
материю.

Свингл — один из растущего числа физиков, которые видят ценность в
адаптации тензорных сетей к космологии. Среди прочих преимуществ она
может помочь решить продолжающийся спор о природе самого
пространства-времени. По словам Джона Прескилла, профессора
теоретической физики в Калифорнийском технологическом институте в
Пасадене, многие физики заподозрили глубокую связь между квантовой
запутанностью — «жутким действием на расстоянии», которое так невзлюбил Альберт Эйнштейн
— и геометрией пространства-времени на мельчайших масштабах, которую
физик Джон Уилер первым описал как пузырящуюся пену шесть десятков лет
назад.

«Если вы будете изучать геометрию в масштабах,
приближенных к планковской длине, — самой короткой из всех возможных, —
она будет все меньше и меньше похожа на пространство-время, — говорит
Прескилл. — На самом деле, это будет уже не геометрия. Это что-то
другое, возникающее из чего-то более фундаментального».

Физики продолжают бороться с этой запутанной проблемой, связанной с
фундаментальной картиной, но очень подозревают, что она связана с
квантовой информацией. «Когда мы говорим о том, что информация
кодируется, мы имеем в виду то, что можем разбить систему на части, и
будет некоторая корреляция между этими частями, так что можно будет
узнать что-то об одной части, наблюдая другую», — говорит Прескилл.
Такова суть запутанности.

Мы привыкли говорить о «ткани» пространства-времени, метафоре,
которая вызывает образ соткания нитей в гладкое и продолжительное единое
целое. Эта нить принципиально квантовая. «Запутанность — это ткань
пространства-времени, — говорит Свингл, ныне ученый Стэнфордского
университета. — Это нить, которая связывает систему воедино, делает
коллективные свойства отличными от индивидуальных. Но чтобы увидеть
интересное коллективное поведение на самом деле, вы должны понимать, как
распределяется запутанность».

Тензорные сети предоставляют математический инструмент, который
позволяет это сделать. С такой точки зрения, пространство-время
возникает как сеть взаимосвязанных узлов комплексной сети с отдельными
кусочками квантовой информации, связанных вместе подобно LEGO.
Запутанность — это клей, который удерживает сеть вместе. Если мы хотим
понять пространство-время, нам нужно сперва подумать геометрически о
запутанности, поскольку именно этим способом информация закодирована в
бесчисленном количестве взаимодействующих узлов системы.

Много тел, одна сеть

Смоделировать сложную квантовую систему — не просто подвиг; даже
классическая система с более чем двумя взаимодействующими частями
представляется проблемой. Когда Исаак Ньютон опубликовал свои «Начала» в
1687 году, одна из многих тем, которых он коснулся, стала известна как
«задача трех тел». Это относительно простой вопрос: рассчитать движение
двух объектов вроде Земли и Солнца, принимая во внимание эффекты их
взаимного гравитационного притяжения. Тем не менее если добавить третье
тело вроде Луны, задача становится колоссально сложной, проблема с
относительно прямым и конкретным решением становится хаотичной, где
долгосрочное прогнозирование требует мощных компьютеров для
моделирования приблизительной эволюции системы. Короче, чем больше
объектов в системе, тем сложнее ее вычислить, и эта сложность
увеличивается линейно, по крайней мере в классической физике.

Теперь представьте квантовую систему с многими миллиардами атомов,
все из которых взаимодействуют друг с другом с соответствии со сложными
квантовыми уравнениями. На таких масштабах сложность возрастает
экспоненциально с числом частиц в системе, так что подход грубой
вычислительной силы не сработает.

Представьте себе золотой самородок. Он состоит из множества
миллиардов атомов, которые взаимодействуют между собой. Из этих
взаимодействий вытекают различные свойства металла, цвет, прочность или
проводимость. «Атомы — крошечные квантово-механические штучки, вы
кладете атомы вместе и происходят классненькие новые вещички», — говорит
Свингл. Но на таких масштабах применяются правила квантовой механики.
Физикам нужно точно рассчитать волновую функцию этого самородка, которая
описывает состояние системы. И эта волновая функция — многоголовый
дракон экспоненциальной сложности.

Даже если в вашем самородке будет всего 100 атомов, каждый с
квантовым «спином», который может быть либо верхним, либо нижним, общее
число возможных состояний составляет 2^100, или миллион триллионов
триллионов. С каждым добавленным атомом, проблема становится неизмеримо
хуже. (И будет еще хуже, если вы решите заботливо описать что-нибудь в
дополнение к спинам атомов, согласно любой реалистичной модели). «Если
взять всю видимую Вселенную и заполнить ее нашим лучшим материалом для
хранения, сделать лучший из возможных жестких дисков, вы можете
сохранить состояние всего 300 спинов, — говорит Свингл. — Эта информация
присутствует, но она не про физиков. Никто никогда не измерял все эти
числа».

Тензорные сети позволяют физикам сжимать всю информацию, содержащуюся
в волновой функции, и обращаться только к тем свойства, которые физики
могут измерить экспериментально: как отдельно взятый материал искривляет
свет, например, или как он поглощает звук, или насколько хорошо
проводит электричество. Тензор — это своего рода «черный ящик», который
принимает один набор чисел и выдает совершенно другой. Таким образом,
можно подключить простую волновую функцию — множества
невзаимодействующих электронов, каждый в нижайшем энергетическом
состоянии — и пропускать тензоры в системе снова и снова, пока процесс
не произведет волновую функцию крупной и сложной системы, миллиарда
взаимодействующих атомов в самородке золота. Результатом будет довольно
простая диаграмма, изображающая этот сложный слиток золота, новшество
сродни диаграммам Фейнмана, которые упростили процесс представления
взаимодействия частиц в середине 20 века. У тензорной сети есть
геометрия, как у пространства-времени.

Ключом к достижению такого упрощения является принцип под названием
«локальность». Любой отдельный электрон взаимодействует только с
ближайшими соседями-электронами. Запутывание множества электронов с его
соседями производит серию «узлов» в сети. Эти узлы представлены
тензорами, а запутанность связывает их вместе. Все эти соединенные узлы
составляют сеть. Сложный расчет становится проще визуализировать. Иногда
он даже сводится к простой проблеме подсчета.

Есть много разных видов тензорных сетей, но среди наиболее полезных
есть одна, известная под акронимом MERA (анзац перенормировки
многомасштабной запутанности). Вот как она работает в принципе:
представьте одномерную линию электронов. Замените восемь отдельных
электронов — A, B, C, D, E, F, G, H — основными единицами квантовой
информации (кубитами) и запутайте их с ближайшими соседями, чтобы
образовать связи. A запутывается с B, C запутывается с D, E запутывается
с F, G запутывается с H. Это поднимает сеть на уровень выше. Теперь
запутываем AB с CD, EF с GH, еще один уровень. Наконец, ABCD связывается
с EFGH, образуя самый высший слой. «В некотором смысле, можно сказать,
что запутывание используется для построения многочлена волновой
функции», — писал Роман Орус, физик из Университета Иоганна Гутенберга в
Германии.

Почему некоторые физики так взволнованы потенциалом тензорных сетей —
особенно MERA — в свете квантовой гравитации? Потому что эти сети
демонстрируют, как одна геометрическая структура может выйти из сложных
взаимодействий многих объектов. И Свингл (наряду с другими) надеется
воспользоваться этой вытекающей геометрией и показать, как она может
объяснить возникновения гладкого непрерывного пространства-времени из
дискретных битов квантовой информации.

Границы пространства-времени

Физики кондесированных сред случайно нашли возникающее дополнительное
измерение, когда разработали тензорные сети: эта техника дает двумерную
систему из одного измерения. Между тем теоретики гравитации начали
вычитать измерение — из трех в два — с развитием так называемого голографического принципа. Можно ли объединить эти два понятия, чтобы сформировать глубокое понимание пространства-времени?

В 1970-х годах, физик Яаков Бекенштейн показал, что информация о
содержании черной дыры кодируется в ее двумерной зоне («граница»), а не в
трехмерной («объем»). Двадцать лет спустя Леонард Сасскинд и Герард
т’Хоофт расширили эту идею на всю вселенную, уподобив ее голограмме:
наша трехмерная вселенная во всей ее красе вытекает из двумерного
«исходного кода». В 1997 году Хуан Малдасена нашел конкретные примеры
голографии в действии, демонстрирующие, что игрушечная модель,
описывающая плоское пространство без гравитации, эквивалентна описанию
седловидного пространства с гравитацией. Эту связь физики назвали
дуальностью.

Марк Ван Раамсдонк, струнный теоретик из Университета Британской
Колумбии в Ванкувере, сравнивает эту голографическую идею с двумерным
компьютерным чипом, который содержит код для создания трехмерного
виртуального мира видеоигры. Мы живем в этом трехмерном игровом
пространстве. В некотором смысле наше пространство иллюзорно, эфемерная
картина, повисшая в тонком воздухе. Но как подчеркивает Ван Раамсдонк,
«есть еще реальная физическая вещь в вашем компьютере, которая хранит
всю эту информацию».

Эта идея получила широкое признание среди физиков-теоретик, но они
по-прежнему борются с проблемой: как именно низшее измерение может
хранить информацию о геометрии пространства-времени. Камнем преткновения
является то, что наш метафорический чип памяти должен быть чем-то вроде
квантового компьютера, где традиционные нули и единицы, используемые
для кодирования информации, заменяются кубитами, способными быть нулями,
единицами и всем, что между, одновременно. Эти кубиты должны были
соединиться с помощью запутывания — в результате которого состояние
одного кубита определяется состоянием его соседа — до того, как мог быть
закодирован реалистичный трехмерный мир.

Запутанность кажется фундаментальной для существования
пространства-времени. К такому выводу еще в 2006 году пришла пара
ученых: Шинсей Рю (Университет Иллинойса) и Тадаши Такаянаги
(Университет Киото), получившие премию New Horizons 2015 по физике за
эту работу. «Идея была в том, что способ, которым была закодирована
геометрия пространства-времени, имеет много общего с тем, как различные
части нашего чипа памяти запутывались друг с другом», — объясняет Ван
Раамсдонк.

Вдохновленный их работами, а также работой Малдасены, в 2010 году Ван
Раамсдонк предложил мысленный эксперимент, демонстрирующий критическую
роль запутанности в формировании пространства-времени, размышляя над
тем, что может произойти, если разрезать чип памяти на два и затем
удалить запутанности между кубитами в противоположных половинах. Он
обнаружил, что пространство-время начнет рвать себя на части, подобно
тому, как растягивание жевательной резинки в разные концы образует
рваные дыры в центре. Продолжая разделять этот чип памяти на меньшие и
меньше части, можно разорвать пространство-время, пока не останутся
только крошечные индивидуальные фрагменты, не связанные друг с другом.

«Если вы уберете запутанность, ваше пространство-время
развалится на части, — говорит Ван Раамсдонк. — Аналогичным
образом, если вы хотите построить пространство-время, вам нужно начать с
запутывания кубитов вместе определенным образом».

Объедините эти идеи с работой Свингла по соединению запутанной
структуры пространства-времени и голографического принципа с тензорными
сетями, и еще один важный кусок головоломки встанет на место.
Искривленное пространство-время довольно естественно вытекает из
запутанности в тензорных сетях через голографичность.
«Пространство-время — это геометрическая репрезентация этой квантовой
информации», — говорит Ван Раамсдонк.

И на что похожа эта геометрия? В случае с седлообразным
пространством-временем Малдасены, она похожа на одну из фигур цикла
«Предел — круг» Маурица Корнелиса Эшера конца 50-х – начала 60-х. Эшер
долгое время интересовался порядком и симметрией, включая эти
математические идеи в свое искусство.

Его ксилография «Предел — круг» — это иллюстрации гиперболической
геометрии: отрицательно искривленные пространства, представленные в двух
измерениях в виде искаженного диска, подобно тому как плоский глобус
Земли на двумерной карте искажает континенты. Свингл утверждает, что
диаграмммы тензорных сетей имеют поразительное сходство с серией «Предел
— круг».

На сегодняшний день тензорный анализ был ограничен моделями
пространства-времени вроде малдасеновской, которые не описывают
вселенную, в которой мы живем — вселенную неседлообразной формы,
расширение которой ускоряется. Физики могут только делать переводы между
двумя моделями в некоторых случаях. В идеале им хотелось бы заполучить
универсальный словарь. И они хотели бы делать точные переводы, а не
приближенные.

«Мы в забавной ситуации с этими дуальностями, поскольку
все соглашаются, мол, да, это важно, но никто не знает, как их
переводить, — говорит Прескилл. — Возможно, подход с тензорной сетью
позволит зайти дальше».

За прошедший год Свингл и Ван Раамсдонк проделали много совместной
работы, чтобы вывести свой круг обзора за пределы статической картинки
пространства-времени и исследовать его динамику: как пространство-время
меняется со временем и как его кривизна реагирует на эти изменения. Пока
что они сумели вывести уравнения Эйнштейна, в частности принцип
эквивалентности — доказательство того, что динамика
пространства-времени, как и его геометрия, вытекают из запутанных
кубитов. Это многообещающее начало.

«Вопрос: что такое пространство-время? Он звучит как
совершенно философский вопрос, — говорит Ван Раамсдонк. — Однако он
вполне конкретный, и тот факт, что пространство-время можно рассчитать,
совершенно удивляет».

http://earth-chronicles.ru/news/2015-05-14-79789

---

Котенок))

2015-05-13 17:37:30 (читать в оригинале)

Котенок))



Канатоходец))



Гифки дня

---

Околдованные Вселенной

2015-05-13 17:22:05 (читать в оригинале)






Часы судьбы

Когда мне было 15 лет, мы с родителями поехали отдыхать на море. Перед поездкой папа купил дорогие японские часы – водонепроницаемые.



Такие часы у нас в стране в то время только-только появились. И папа очень ими гордился. Я увлекалась подводным плаванием – у меня разряд и я обожаю нырять. Мама боялась, чтобы я не простудилась от переохлаждения и все время наставляла меня: «Сашка, только недолго, 20 минут и на берег!».

Но я так увлекалась красотами подводного мира, что забывала о времени и отговаривалась тем, что подводных часов у меня нет. Вот кабы были бы...

Маме это надоело и она уговорила отца давать мне часы в море. Он очень неохотно, но дал. В первый же заплыв часы соскочили с моей тонкой девичьей руки и канули в воду. Остаток отпуска прошел в нырянии и поисках этого хронометра. Безрезультатно. Ещё не раз папа припоминал нам с мамой этот случай. Просто достал. На следующий год мы приехали на то же самое место. Только пришли на пляж, папа завёл свою песню, – какая Сашка бяка, утопила его часы. Я обозлилась, говорю:

- Вот пойду и буду нырять, пока не найду твои несчастные часы. Хоть
утоплюсь!

- Вот иди и найди!

Только я нырнула и сразу вижу: лежат, голубчики, сверкают на солнышке, словно весь год только меня и ждали. Я вышла на берег и гордо швырнула часы в ноги отца. О реакции родителей рассказывать не стану. Когда стали рассматривать, папа говорит:

- Они за год как будто изменились – стал другой цвет циферблата. Выцвел, что ли? Но модель та же самая.

Весь день, конечно, обсуждали этот случай. Пришли после пляжа в столовую обедать. И рассказываем эту историю соседям по столику – мать, отец и их сын Вадик. Они даже не смеются – смотрят на нас круглыми глазами и даже как-то испуганно. Мама говорит:

- Да вы не удивляйтесь, с Сашкой и не то ещё бывает.

Владимир Михайлович – отец Вадика – снимает со своей руки часы:

- Вадик вчера тоже утопил мои часы, но потом нашёл. Модель та же, но циферблат другой. Случайно не ваши?

Так я познакомилась со своим будущим мужем. Через год мы с Вадиком поженились. А на свадьбу родители, в качестве сувенира, преподнесли нам хрустальную шкатулку. Там на бархатной подложке лежит пара часов – модели одинаковые, только циферблаты разные.
http://nashaplaneta.su/blog/chasy_sudby/2015-05-13-72643

---

13 интересных веб-камер мира

2015-05-13 16:50:32 (читать в оригинале)


Представляем вам подборку интересных веб-камер мира

1. МКС в режиме он-лайн

Предлагаем вам прямую трансляцию с борта МКС 24 часа в сутки. 

Перейти к просмотру.

2. Полярное сияние

Северное сияние являются одним из интереснейших
достопримечательностей природного мира, с его захватывающим видом,
казалось бы, магического сияния. Не имея возможности путешествовать и
наслаждаться этим зрелищем воочию, веб-камера, установленная в крошечной
деревне под названием Порджес, в шведской Лапландии, позволяет
наблюдать за северным сиянием. Нужно только время от времени заглядывать
на сайт и вам повезет увидеть это чудо природы. 

Перейти к просмотру.

3. Статуя Свободы, Нью-Йорк

Здесь вы можете посмотреть панорамное изображение Статуи, а также вид
на остров Эллис,  камеры установлены на короне статуи и у подножия. 

Перейти к просмотру.

4. Уолл Стрит , Нью-Йорк – Атакующий бык.

Бык Уолл Стрита  или Атакующий бык, это не просто статуя. Это одна из
самых популярных статуй в Нью-Йорке, и, возможно, мира. Говорят, этот
вид агрессивного и воинственного быка придает силу, энергию и
непредсказуемость фондовому рынку. 

Перейти к просмотру.

5. Эбби-Роуд,  Лондон

Вид на знаменитый перекресток Эбби-Роуд в Лондоне, Великобритания.
Вспомним знаменитую песню Битлз, из одноименного альбома и посмотрим на
улицу полную позирующих туристов и фотографов. Веб-камера снабжена
звуком и HD изображением высокого качества 24 часа в сутки. 

Перейти к просмотру.

6. Иерусалим, Израиль

Несколько камер, позволят вам оказаться ближе к Стене плача, походить по площади Молитв и оказаться под  аркой Уильсона.

Перейти к просмотру.

7. Национальный парк Йеллоустон

Потоковая веб-камера расположена вблизи долины гейзеров Old Faithful.
Когда такие гейзеры, как Улей, Лев, или Великанша извергаются, камера
направляется на них и увеличивает изображение для оптимального
удовольствия просмотра. Так же если вам повезет вы увидите блуждающих в
поле зрения камеры зубра, лося, койота или медведя. 

Перейти к просмотру.

8. Аквариум Монтерей Бей

Несколько камер установленных в одном из интереснейших океанариумов
мира, где можно проследить за жизнью нескольких сотен видов животных и
растений. Приготовьтесь к изумительному и познавательному путешествию в
глубь океана. 

Перейти к просмотру.

9. Париж. Эйфелева Башня 

Сердце Парижа - так называют Эйфелеву Башню.

Перейти к просмотру. 

10. Ниагарский водопад 

Разве не чудо услышать грохот водопада и почувствовать холод падающих капель? Камера установлена на 52 этаже отеля Хилтон. 

Перейти к просмотру. 

11. Исаакиевский Собор, Санкт Петербург

Почувствовать величие и грацию этого сооружения позволит вам камера,
установленная на Исаакиевской площади. На сайте также можно в реальном
времени посмотреть на другие достопримечательности Северной столицы. 

Перейти к просмотру.

12. Зоопарк в Сан-Диего

На сайте зоопарке можно понаблюдать за серьезным полярным медведем,
подсмотреть за гигантскими пандами и необычными коалами, увидеть
величественных слонов и смешных обезьян. 

Перейти к просмотру.

13. Таймс Сквер, Нью-Йорк

Совершите виртуальную экскурсию по самому
посещаемому месту Нью-Йорка, Таймс Сквер. Двигая курсором можно
приблизить или отдалить изображение, сдвинуть направо или налево. 

Перейти к просмотру.

Здесь еще веб-камеры.

http://earth-chronicles.ru/news/2015-05-12-79718

---

Электрокары подорвали бюджет Норвегии

2015-05-13 16:39:48 (читать в оригинале)


Норвегия ежегодно теряет до полумиллиарда евро налоговых поступлений из-за экологически чистого транспорта. Благодаря достаточно щедрым льготам, в которые входит нулевой налог с продажи, бесплатная парковка и зарядка, а также право проезда на полосе для общественного транспорта, план увеличения парка электрокаров до 50 тысяч единиц, норвежскому правительству удалось выполнить на 2 года ранее планируемого.


Но титул «самой зелёной страны Европы» (норвежский рынок достиг рекордно низкой нормы выброса CO₂ у проданных на первичном рынке машин — всего 93 г/км против общеевропейских 127 г/км) обходится государству Норвегии в 3-4 млрд. норвежских крон (или 355-474 млн. евро) ежегодных налоговых поступлений. Поэтому неудивительно, что руководство северной страны начало постепенно отменять введённые льготы. Так, власти запретили электромобилям движение по выделенным для автобусов полосам. Причем, как отметили «Новости Северной Европы», для автомобилистов именно данная привилегия была ключевой.

Кроме того, четыре основные норвежские партии приняли решение обсудить возврат налогов на этот вид транспорта. Но, вопреки обоснованным опасениям, пока стороны договорились сохранить налоговые льготы на покупку электромобилей на протяжении двух последующих лет, прежде чем этот стимул будет не просто пересмотрен, а, скорее всего, вообще отменён.

http://planeta.moy.su/news/ehlektrokary_podorvali_bjudzhet_norvegii/2015-05-12-41567