Квантовые чудеса. Часть 1, для гуманитариев и офисных работников

как говорил мой препод в универе квантовую механику понимает 1% физиков

Есть такая детская книга-вселенная в электроне, все просто для чайников.

demonword

Да я не против. Пусть называют. Но, в любом лазере идёт лавинообразный процесс. Повторю вопрос: как сгенерировать ОДИН фотон?

Мы видели ее неоднократно. Просто все проекты с машиной времени имеют одно неустранимое свойство... Во первых, даже такие МВ, которые не предполагают воздействия на время, а разрешают только смотреть, наделяют операторов едва ли не абсолютной властью. Понятно почему? Кому не понятно (увы, многим) - можно поставить просмотр на пять минут назад и просмотреть все тайны, все секреты и загадки, какие тебя интересуют. Что дает огромные возможности...
Во вторых, такую машину не построить и не эксплуатировать дуракам. И происходят две неизбежные вещи. Хояева МВ начинают эксплуатировать ее для собственных нужд. А обслуга машины видит, как такая эксплуатация разрушает окружающий нас мир, грозя разнести реальность в куски. И происходит неизбежное...
Один или несколько операторов при помощи МВ предпинимают меры, направленные на то, чтобы МВ либо вообще не появилась в реальности, либо была надежно уничтожена вместе со всеми, кто может ее построить или заказать постройку. Так что МВ были. Мы просто не помним...

Думаю, этот ролик будет в тему тут, посмотрите до конца не пожалеете)))
Группы и теория гомотопий
http://youtu.be/mqAf5lOJZew

будем тогда ждать) спасибо

Один мой хороший преподаватель в школе объяснял корпускулярно-волновой дуализм так. Приехал как-то негр афро-африканец на чукотку. Гуляют они с чукчей по тундре и чукча показал ему морошку. Негру понравилось, а чукча спрашивает, что же у негра растёт в африке. Бананов он никогда не видел. Негр рассказывает про банан - что это съедобно как морошка, а похоже формой на пучок травы. Так чукча и не понял, что же такое банан - морошка или пучок травы.
Так и с частицами: просто мы ещё не поняли, что же это такое на самом деле, а судим только по определённым свойствам объекта.

Ну например с помощью Квантово-каскадного лазера

Квантово-каскадный лазер (ККЛ) – это полупроводниковый лазер, излучающий в средней и дальней инфракрасной области электромагнитного спектра. Впервые были продемонстрированы Джеромом Фаистом, Федериком Капассо, Деборой Сивко, Карлом Сиртори, Альбертом Хатчинсоном, и Альфредом Чо в Bell Laboratories (Бэлл лабораторис) в 1994 году. В отличие от обычных полупроводниковых лазеров, которые излучают электромагнитные волны посредством рекомбинации электронно-дырочных пар, через запрещенную зону полупроводника, ККЛ являются однополярными (униполярными) и излучение возникает при переходе электронов между слоями гетероструктуры полупроводника внутри одной зоны. Впервые идея была сформулирована в статье Казаринова и Суриса "Возможности усиления электромагнитных волн в полупроводниках со сверхрешеткой" в 1971 году.
Межподзонные и межзонные переходы в сверхрешетках
В объемном кристалле полупроводника электроны могут занимать положение в одной из двух непрерывных энергетических зон - валентной зоне, которая в значительной степени заполняется низкоэнергетическими электронами и зоной проводимости, которая с небольшой концентрацией заполняется электронами с высокой энергией. Две энергетические зоны разделены запрещенной зоной, не заполненной электронами. При излучении света обычным лазерным полупроводниковым диодом происходит генерация одного фотона за счет одного электрона, когда электрон из зоны проводимости рекомбинирует с дыркой из валентной зоны. Энергия фотона и, следовательно, длина волны излучения длинноволновых лазерных диодов, определяется шириной запрещенной зоны материала.

квантово-каскадный лазер В ККЛ, однако, не используются объемные полупроводниковые материалы в оптически активной зоне. Вместо этого они включают в себя периодический ряд тонких слоев различных материалов, которые формируют состав сверхрешетки. Сверхрешетка создает варьирующийся вдоль структуры электрический потенциал, а это означает, что различаются вероятности нахождения электронов, в различных позициях по всей длине сверхрешетки. Такая структура называется одномерной квантовой ямой и приводит к расщеплению полосы разрешенных энергий на ряд дискретных электронных подзон. По подходящему значению толщины слоя можно спроектировать инверсии населенности двух подзон в системе, которая необходима для получения лазерного излучения. Так как положение энергетических уровней в системе в первую очередь определяется толщиной слоя, а не составом материала, то в ККЛ можно настроить длину волны излучения в широком диапазоне в той же структуре.
В квантово-каскадной структуре, фотоны излучаются при переходе электронов через внутризонные переходы. Электроны туннелируют на следующий период структуры, и процесс повторяется. Кроме того, в полупроводниковых лазерных диодах, электроны и дырки уничтожаются после рекомбинации через запрещенную зону и не могут участововать в дальнейшей генерации фотонов. Напротив, в однополярном ККЛ, когда электрон прошел межподзонный переход и испускается один фотон при прохождении одного периода сверхрешетки, электрон может туннелироватьв следующий период структуры, где может излучиться другой фотон. Этот процесс, при котором происходит излучение нескольких фотонов при прохождении одного электрона через ККЛ, дает название «каскадный процесс». Значение квантовой эффективности такого процесса больше единицы, что приводит к повышению выходной мощности, большей чем у полупроводниковых лазерных диодов.

Конструкция квантово-каскадного лазера

Первым шагом при создании квантово-каскадной усиливающей среды, которая может быть использована в лазере, является изготовление сверхрешетки в оптическом волноводе. Это позволяет направить излучение света в коллимированный пучок, а также позволяет построить лазерный резонатор таким образом, что свет может направляться обратно в активную среду лазерного резонатора.

Конструкция квантово-каскадного лазера Используются два типа оптических волноводов. Гребневый волновод создается путем травления параллельных траншей в квантово-каскадном материале чтобы создать изолированную полосу для усиливающей среды квантово-каскадного лазера, как правило, ~ 10 мкм в ширину и несколько мм в длину. Формируются также полоски диэлектрического материала, чтобы удерживать ток в структуре ККЛ. Весь гребень, как правило, покрывается золотом, чтобы обеспечить электрический контакт и помочь удалить тепло из излучающей структуры. Свет излучается со сколотых концов волновода с активной областью, которая составляет всего несколько микрометров в поперечном измерении.

Второй тип волновода - это глубинные гетероструктуры. Здесь квантово каскадный материал также выгравирован, чтобы создать изолированный «гребень». Теперь, однако, новый полупроводниковый материал выращивается поверх гребня. Изменение показателя преломления материала между КК материалом и материалом, сформированным наверху, достаточно для того, чтобы создать волновод. Вокруг квантово-каскадного гребня также помещается диэлектрический материал для изоляции электрических контактов лазера, для введения тока в активную среду. Глубинные гетероструктурные волноводы являются эффективными при отводе тепла из активной среды во время работы лазера.

Возмущение чего? Какой среды? Если поля, то какого? Что там вообще колеблется? С какова оно раёна? ))))

titan19, понимаете, какая штука.

Подразумевается (что и так понятно), что активируется ОДИН электрон в одновалентном атоме. Количество выпущенных фотонов определяется по потере энергии процесса, исходя из энергии кванта. Здесь вопросов нет.
Но, когда мы говорим об энергии одного кванта, предполагается переизлучение в тепло, которое отводится от аппарата. Как нго учесть с такой точностью, что можно определённо сказать, что в сторону цели ушёл один фотон, а не два?

Возмущение пространства. Пространство, даже если это вакуум, это не пустота. Это море Дирака. Это компактифицированные измерения. Это... да много что. Вот оно и возмущается, когда кто-то незванный ходит по его раёну.

Всё стыкуется. Просто законы (модели, которые строит человек для описания природы) разные. В квантовом мире - да, частица-волна имеет довольно случайное поведение, но как только речь заходит о системах частиц, начинается предсказуемое поведение, это уже стат.физика, термодинамика и т.п.

Это сообщение отредактировал Strangerr - 18.06.2014 - 12:26

так все-же, что "среда" ему ответила? я не фига не разобрал)

Это сообщение отредактировал bizantium - 18.06.2014 - 12:43

Я подобными вопросами задавался стописсят раз, когда читал подобные статьи(на хайньюс частенько подобное выкладывают). Про космос аналогично. Кароче, я в еретики Считаю, что львиная доля притянута за уши и воображение ученых, подогнанная теория так сказать. Через х лет будут открытия, которые все перевернут.

А учебники читать пробовали?
Науно-популярные статьи не обязаны рассказывать о деталях.

вот скажите мне, теоретики,
почему я могу отрезать (оторвать) кусок от целого (твердого предмета) а обратно не получается приделать

Если сможете восстановить электронные (облаками) связи всех 10 в 30 степени атомов/молекул предмета по месту разлома - то и предмет восстановится.
Кстати, вспомните или поищите опыт с брусками металла, отполированными до идеальности - таки слипаются крепко. И ещё - не забывайте, что мы находится в воздухе, молекулы которого тут же налипают на поверхность разлома и не дают поверхностям соприкасаться достаточно близко, достаточно - это на уровне атомных размеров.

А почему вообще атомы моей руки могут оторвать кусок атомов от какого-либо предмета? Причина, а не физ. возможность? Вот не захотел - не оторвал, захотел - оторвал. Если оторвал, то почему атомы двинулись и оторвали другие атомы? От чего зависит? Как я понимаю не от меня ибо меня как бэ и нет

Учебники - та же теория, только в более развернутом виде. Каждая последующая теория выводиться из предыдущих первоначальных(или ХЗ как сказать), которые априори считаются непоколебимой истиной. А что, если ошибка в самом начале и все последующее не верно или верно не полностью?

хм, руками можно разрывать атомы?

Корпускулярная или волновая теория- почти 15 лет прошло, а как будто вчера учил.

Сеньер, вы не так поняли=) Аль шутить изволите? Хм. не вредно)

не, мне правда интересно, я все ж таки думал, что когда я рву лист бумаги, я разрываю молекулы, тут вроде люди в теме говорят о восстановлении электронных облаков... полез гуглить силу взаимодействия между электронным облаком и ядром атома..

Ну вот и качнулся лазер.
Посмотрите на свои "плюсы-минусы".



В общей теме квантовой теории, - это так...

Это сообщение отредактировал Майкл - 18.06.2014 - 13:43

Не ну про молекулы понятно. Но молекулы то состоят из атомов. В моем вопросе это не имеет значения. Главное причина. Почему это происходит с точки зрения физики на макроуровне. Например почему я беру ручку и наношу молекулы(их атомы, ядра атомов, электроны и тп) и наношу их на молекулы бумаги. Что за этим стоит на макроуровне? Какая сила? Если принять физ. теорию, что все так и есть как говорят ученые и тп, не доказывает ли это наличие иного вида материи(энергии или ХЗ как назвать), которую можно назвать "душа"?(я атеист если чо).

Это сообщение отредактировал Lisyara - 18.06.2014 - 13:50

Классно! Освежил свои познания... :)