Если фотоны не ощущают времени, то как они могут осциллировать?
Свойства фотона нельзя измерить во времени и в пространстве, считают физики
Если фотоны не ощущают времени, то как они могут осциллировать?
Хороший вопрос, особенно если физики мгновенно займут «осторожную» позицию. А ответ, скорее всего, будет сформулирован таким образом, чтобы опереться на феномен нейтринных осцилляций.
Именно наблюдение нейтринных осцилляций позволило установить, что нейтрино должно обладать массой и, следовательно, не двигаться со скоростью света.
Однако главное заключается в том, что нейтрино осциллируют между различными обнаруживаемыми формами. Это означает, что у нейтрино есть присущая им степень свободы.
У фотона не так много обнаруживаемых степеней свободы. Одна из них - поляризация, другая - волновой вектор, третья - частота/энергия моды.
Ни одна из этих степеней свободы не изменяется со временем во время распространения фотона (извините за каламбур).
Впрочем, нужно добавить оговорку, что изменения волнового вектора и частоты моды могут происходить в искривленном и расширяющемся пространстве-времени, но это внешние эффекты, а не спонтанные внутренние изменения.
Одна из «странностей» фотонов заключается в том, что, хотя они могут быть связаны с частотой, их колебания нельзя наблюдать.
Идея осцилляции в данном контексте должна быть связана с каким-то наблюдаемым свойством, изменяющимся во времени.
Именно в этом случае представление фотона как некоего осциллирующего волнового пакета может дать неверный сигнал.
В квантовой физике важны только те свойства, которые можно измерить. Вы можете измерить поляризацию. Вы можете измерить энергию/частоту. Вы можете измерить волновой вектор.
Однако вы не можете измерить ничего "осциллирующего". Поэтому фотон обладает свойствами, соответствующими безмассовой частице.
Иначе говоря, возникает частота без осцилляции. Это сложная концепция, потому что она - специфически квантовая концепция.
На самом деле фотон - это не столько частица, сколько квантовый объект, и его нельзя понять в чисто классических, ньютоновских терминах.
Если что-то осциллирует, оно должно обладать свойством, которое изменяется во времени. То есть это свойство должно быть измеряемым.
Вопрос: что же мы можем измерить, чтобы показать осциллирующую природу фотона?
Мы можем определить оператор электрического поля. Классически, электрическое поле осциллирует во времени. Однако, когда мы строим этот оператор, мы обнаруживаем, что состояние фотона не является собственным состоянием оператора электрического поля.
Более того, мы можем построить фазовый оператор, который должен сказать нам, в какой фазе осцилляции находится фотон.
Но, опять-таки, состояние фотона не является собственным состоянием фазового оператора. Это означает, что фаза фотона неопределенна.
Таким образом, не существует операторов, которые мы можем построить, чтобы выявить какие-либо изменяющиеся во времени свойства фотона.
Да, это странно, но такова квантовая теория. Часто приходится оставлять свою классическую интуицию за дверью.
ß
Всем хочется быть молодым как можно дольше
Симптомы старения у всех людей проявляются по-разному, но схожие черты все же есть — например, появление морщин, потеря мышечной массы, проблемы с памятью и т.д. Рассказываем, как бороться с возрастным недомоганием.
1. Как избавиться от боли в конечностях и суставах
Будь то старая травма, которая продолжает напоминать о себе, или развитие артрита — с возрастом вы, скорее всего, будете чувствовать боль или дискомфорт в конечностях несколько чаше. Регулярные движения могут облегчить боль и сделать ваши суставы более гибкими. Попробуйте упражнения с низкой отдачей, такие как плавание, йога и тай-чи. Грелки или пакеты со льдом тоже могут помочь. Если это не приносит вам достаточного облегчения, поговорите со своим врачом о безрецептурных или отпускаемых по рецепту лекарствах, таких как нестероидные противовоспалительные препараты (НПВП).
2. Как уменьшить морщины на лице
Морщины на лице появляются по мере того, как ваша кожа становится тоньше, суше и теряет свою эластичность. Эти процессы обычно усугубляет воздействие определенных факторов, например, курение и ультрафиолетовые лучи от солнца или солярия. Чтобы уменьшить эти признаки старения, защищайте кожу от солнца (наносите защитный крем перед выходом из дома и обновляйте его в течение дня) и бросьте курить, если имеете эту негативную привычку.
Некоторые средства для ухода за кожей, такие как увлажняющие кремы или рецептурные ретиноиды, могут сделать морщины менее заметными. Но чтобы увидеть результат, нужно подождать - большинству средств требуется от 6 недель до 3 месяцев, чтобы улучшить состояние кожи. Косметолог или дерматолог поможет вам подобрать средство под ваши индивидуальные запросы
3. Что делать с сухой кожей на руках
Защита от солнца и отказ от курения могут спасти кожу не только на лице, но и на руках. На состояние рук может также повлиять и количество употребляемого алкоголя — чем больше пьете, тем сильнее обезвоживается организм. Старайтесь исключить влияние этих факторов на свою кожу и выполняйте приятные профилактические процедуры - принимайте теплый (не горячий) душ или ванну не более 10 минут, а затем сразу наносите на все тело увлажняющий крем на масляной основе.
4. Как вернуть мышечную массу
Многие люди с возрастом теряют силу и выносливость, но причина на самом деле не в процессе старения, а в том, что люди просто перестают работать над ключевыми мышцами. Регулярные физические упражнения, такие как ходьба, садоводство или плавание могут помочь вернуть мышцам силу. Уделяйте тренировкам не менее 30 минут в день, а если сложно заниматься полчаса, разделите их на два 15-минутных подхода.
5. Как бороться с нарушением сна
Ваша потребность в сне не меняется с возрастом, но по мере старения снижается качество сна. Пожилым людям, как правило, труднее засыпать, у них короче периоды глубокого сна, и они чаще просыпаются посреди ночи. Кофе и алкоголь могут ухудшить проявление этих симптомов, поэтому старайтесь сокращать или даже исключать их из вашего рациона. Также важно держать под контролем состояния вашего здоровья, ведь некоторые заболевания могут повлиять на ваш сон, например, высокое артериальное давление.
6. Что делать с проблемами с памятью
Возрастные проблемы с памятью могут вызывать тревогу, но они являются частью нормального процесса старения. С возрастом ваш мозг меняется, что может повлиять на то, насколько хорошо вы запоминаете информацию. Возможно, в этом ключе вам придется прибегнуть к некоторым хитростям — попробуйте вести списки и соблюдать распорядок дня. Кроме того, некоторые привычки также помогают вам улучшать память. Например, было показано, что общение с друзьями и семьей часто повышает ваши умственные способности. Как и регулярные физические упражнения и употребление здоровой пищи.
7. Что делать, если с возрастом увеличился вес
С возрастом ваше тело перестает сжигать калории в том же количестве, что и раньше. Но вы можете противостоять замедлению метаболизма, если будете вести активный образ жизни и следить за тем, что и в каком количестве вы едите. Старайтесь есть больше фруктов, овоще и белковых продуктов, а также ограничьте потребление сахара и продуктов с высоким содержанием насыщенных жиров. И следите за размерами порций.
8. Возрастные проблемы в постели — как справиться
Эректильная дисфункция, сухость влагалища и другие состояния, которые могут развиваться в пожилом возрасте, могут помешать получать наслаждение от секса. Поговорите со своим партнером о том, как вы себя чувствуете, и хотите ли вы попробовать разные способы интимной близости. Безрецептурные продукты, такие как вагинальные смазки, могут помочь в некоторых проблемах. Вы также можете спросить своего врача, есть ли лекарства, которые вам следует попробовать. Но поддержание здоровья в целом тоже поможет. Физические нагрузки повышают кровоток и стимулируют выработку половых гормонов.
9. С возрастом все чаще хочется в туалет
С возрастом мышцы мочевого пузыря и таза слабеют. Кроме того, и другие проблемы со здоровьем, такие как увеличение простаты, могут усугубить проблему. Укрепляйте эту область вашего тела с помощью упражнений Кегеля — сжимайте мышцы таза так, как будто вы пытаетесь удержать мочу — от 10 до 15 раз, три раза в день. Ваша диета тоже имеет значение при решении этой деликатной проблемы. Употребляйте много клетчатки и ограничьте потребление сладких газированных напитков и кофеина. Если же вы не можете сходить в туалет или у вас возникли проблемы с недержанием, обязательно обратитесь к врачу.
10. Как избавиться от чувства одиночества
Независимо от того, что вызвало ощущение одиночества — выход на пенсию или переезд взрослых детей — это состояние может сильно влиять на вашу активность и здоровье. Чтобы избежать чувства изоляции, сделайте частью своей повседневной жизни общение с друзьями, семьей и соседями. Станьте волонтером в благотворительной или религиозной группе. Домашнее животное также может помочь избавиться от чувства одиночества.
Теперь не обязательно будет использовать сильные обезболивающие, чтобы снять тянущую боль — достаточно лишь активировать имплантат
Никто не хочет страдать от физической боли, но никто также не хочет рисковать приобретением зависимости от обезболивающих опиоидов. Поэтому ученые ищут новые средства обезболивания пациентов без лекарств. Представленный недавно имплантат может уменьшить боль, охлаждая нервы.
Обезболивание без таблеток
Изготовленный в основном из биоразлагаемого биосовместимого эластомера, мягкий и гибкий имплантат имеет форму тонкой полоски шириной 5 мм в самом широком месте и толщиной примерно с лист бумаги. Во время хирургической процедуры один его конец оборачивается вокруг периферического нерва, который необходимо временно отключить. Устройство подключено к насосу, расположенному снаружи тела пациента.
Всякий раз, когда человек начинает чувствовать боль в пораженной области, он активирует насос для подачи жидкого хладагента и газообразного азота в имплантат. Охлаждающая жидкость называется перфторпентан и уже одобрена с медицинской точки зрения для использования в ингаляторах и в качестве контрастного вещества для ультразвуковой диагностики.
Внутри устройства охлаждающая жидкость проходит через один микрофлюидный канал, в то время как азот проходит через другой. Когда оба ингредиента поступают в общую камеру и смешиваются вместе, азот вызывает быстрое испарение охлаждающей жидкости, создавая локальный охлаждающий эффект. Этот эффект отключает нерв и прекращает боль.
Конечно, если нерв станет слишком холодным, он может быть необратимо поврежден. Чтобы этого не произошло, встроенный датчик непрерывно контролирует температуру нерва. Если его температура становится слишком низкой, скорость потока охлаждающей жидкости и азота снижается.