หากคุณอาศัยอยู่ในสหราชอาณาจักร คุณอาจทราบดีว่าในช่วงเวลานี้ของปี นักเรียนโรงเรียนจำนวนมากถูกขอให้ทำประสบการณ์การทำงานบางอย่าง วัยรุ่นอย่างฉันหาตำแหน่งงานที่เราสนใจแล้วไปที่นั่นเป็นเวลาหนึ่งสัปดาห์ แทนที่จะไปโรงเรียน เพื่อทำความเข้าใจว่างานจริงๆ เป็นอย่างไร สำหรับฉัน นี่หมายถึงหนึ่งสัปดาห์ซึ่งตีพิมพ์แต่รวมถึงการเยี่ยมชมแผนกฟิสิกส์ที่ยอดเยี่ยมที่ มหาวิทยาลัย ที่อยู่ใกล้เคียงด้วย
เซอร์ จอห์น เอนเดอร์บี
นักฟิสิกส์สสารควบแน่นที่ได้รับการยกย่อง จะเป็นผู้นำทางของฉันในวันนี้ จอห์นทำงานที่มหาวิทยาลัยในตำแหน่งศาสตราจารย์ และต่อมาเป็นหัวหน้าภาควิชาฟิสิกส์มากว่า 10 ปี นอกจากนี้ จอห์นยังทำหน้าที่ที่ปรึกษาด้านวิทยาศาสตร์ให้ มาอย่างยาวนาน ฉันถูกพาไปรอบ ๆ โรงละครบรรยายหลายแห่ง
ของแผนก โรงหนึ่งตั้งชื่อตามจอห์นเอง ในขณะที่เขาอธิบายว่าอาคารฟิสิกส์ดั้งเดิมนั้นสร้างขึ้นในทศวรรษที่ 1870 ด้วยการสนับสนุนทางการเงินพ่อค้ายาสูบในยุควิกตอเรีย เห็นได้ชัดว่า เดิมทีอาคารถูกวางแผนให้เป็นสี่เหลี่ยมจัตุรัสโดยมีลานตรงกลาง อย่างไรก็ตาม หลังจากการก่อสร้างเป็นเวลานาน
พวกเขาได้ทิ้งมันและตัดสินใจทำให้มันเป็นรูปตัว ไม่นานนักเราก็มาอยู่ในห้องสมุดเก่า ซึ่งดูเหมือนถูกฉีกออกมาจากฮอกวอตส์เลย มีชั้นวางไม้เนื้อแข็งเก่า ๆ ที่เต็มไปด้วยวารสารฟิสิกส์และหน้าต่างบานใหญ่ที่มีแสงส่องผ่านที่ส่วนท้ายของห้อง หลังจากออกจากห้องสมุด เราลงไปที่ห้องแล็บฟิสิกส์ชั้นปีที่ 2
ซึ่งนักศึกษาคนหนึ่งกำลังทดลองการลอยด้วยอัลตราโซนิก คุณคงเคยได้ยินเกี่ยวกับอัลตราซาวนด์ว่าเป็นวิธีการถ่ายภาพที่ใช้ถ่ายภาพทารกในครรภ์ แต่จริงๆ แล้วอัลตราซาวนด์หมายถึงเสียงใดๆ ที่มีความถี่สูงเกินกว่าที่เราจะได้ยิน นักเรียนกำลังเป่าอัลตราซาวนด์ออกจากลำโพงขนาดเล็ก 60 ตัวโดยหันเข้าหา
กันในแนวตั้งเพื่อสร้างเสาบางๆ ที่คลื่นเสียงชนกัน ในคอลัมน์มีลูกบอลโพลีสไตรีนเล็กๆ สองสามลูกที่ลอยได้เนื่องจากผลกระทบของเสียงเพียงอย่างเดียว คุณสามารถหาข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการวิจัยอัลตราซาวนด์ของมหาวิทยาลัยได้ในพอดคาสต์และวิดีโอที่ผลิตโดย นักข่าว ในปี 2014
“ฉันอยากจะเข้าใจ
ว่าสิ่งต่างๆ รอบตัวฉันทำงานอย่างไร” นักศึกษาปริญญาตรีปีสองกล่าว เมื่อเขาบอกฉันว่าทำไมเขาถึงเลือกวิชาฟิสิกส์เป็นปริญญาหลังจากออกจากห้องทดลอง จอห์นพาเราไปที่โถงทางเดิน ซึ่งเต็มไปด้วยข้อมูลเกี่ยวกับการค้นพบที่เจ้าหน้าที่มหาวิทยาลัยทำขึ้นในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา จอห์นอธิบาย
มีการพูดคุยกันมากมายว่าการทำงานร่วมกันที่ไดมอนด์ทำได้ง่ายเพียงใด ไม่ว่าจะเป็นระหว่างผู้ใช้กับนักวิทยาศาสตร์บีมไลน์ หรือระหว่างสิ่งอำนวยความสะดวกต่างๆ บนฮาร์เวลล์ วิทยาเขต แคลร์ได้ทำการทดลองที่แหล่งกำเนิดนิวตรอนที่อยู่ใกล้เคียง ISIS และที่ลำแสงเพชร ฉันมีวันที่ดีที่ไดมอนด์
แต่แทบจะไม่มีรอยขีดข่วนบนพื้นผิวของวิทยาศาสตร์ที่เกิดขึ้นที่นั่น ด้วยลำแสงทั้งหมด 28 เส้น และอีก 5 เส้นที่วางแผนไว้ภายในปี 2020 ฉันจะใช้เวลาเดินทางอีกหลายครั้งกว่าจะพบข้อมูลทุกอย่าง (คำใบ้)
ความก้าวหน้าทางฟิสิกส์ของสสารควบแน่น ก่อนที่เราจะเดินไปที่แผนกต้อนรับซึ่งเรากล่าว
คำอำลา
กลุ่มของเราที่มหาวิทยาลัยโตรอนโตได้ทำการทดลองวิถีการเคลื่อนที่ของอนุภาคกับโฟตอนเดี่ยวที่ส่งผ่านอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ ซึ่งจากนั้นจะรวมกันเพื่อสร้างรูปแบบการแทรกสอดแบบกรีดสองครั้งตามแบบฉบับของ โฟตอนของเราซึ่งทั้งหมดมีความยาวคลื่นเท่ากัน ถูกสร้างขึ้นในจุดควอนตัมดอตที่สูบฉีดด้วย
แสงก่อนที่จะส่งสองแขนของอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์และจากนั้นจึงรวมตัวกันอีกครั้ง โดยรูปแบบการรบกวนจะถูกบันทึกลงในกล้อง CCD อย่างไรก็ตาม ก่อนที่โฟตอนจะมาถึงหน้าจอ เราได้ส่งโฟตอนผ่านชิ้นส่วนของแคลไซต์ ซึ่งจะหมุนโพลาไรเซชันในปริมาณเล็กน้อยซึ่งขึ้นอยู่กับทิศทางที่โฟตอนเดินทาง
เข้ามา ดังนั้น โดยการวัดการเปลี่ยนโพลาไรเซชันซึ่งเป็นพื้นฐานของเรา การวัดที่อ่อนแอ เราสามารถคำนวณทิศทางของพวกมันได้ ดังนั้น (โดยรู้ว่าพวกมันกำลังเดินทางด้วยความเร็วแสง) กำหนดความเร็วของพวกมัน โพลาไรเซชันของโฟตอนที่ถูกส่งผ่านทำหน้าที่เป็น “ตัวชี้” ซึ่งนำข้อมูลบางอย่างเกี่ยวกับ
“ระบบ” (ในกรณีนี้คือความเร็วของโฟตอน) อันที่จริง เราวัดการหมุนของโพลาไรซ์ที่แต่ละจุดบนพื้นผิวของ CCD ซึ่งทำให้เรามี “โมเมนตัมแบบมีเงื่อนไข” สำหรับอนุภาคที่ไปถึงจุดนั้น การปรับออปติกทำให้เราสามารถวัดค่านี้ซ้ำในระนาบต่างๆ ระหว่างช่องสลิตคู่และหน้าจอสุดท้ายได้ สิ่งนี้ทำให้เราสามารถ
“เชื่อมต่อจุดต่างๆ” และสร้างชุดวิถีใหม่ทั้งหมด ( ความเร็วของโฟตอน) อันที่จริง เราวัดการหมุนของโพลาไรซ์ที่แต่ละจุดบนพื้นผิวของ CCD ซึ่งทำให้เรามี “โมเมนตัมแบบมีเงื่อนไข” สำหรับอนุภาคที่ไปถึงจุดนั้น การปรับออปติกทำให้เราสามารถวัดค่านี้ซ้ำในระนาบต่างๆ ระหว่างช่องสลิตคู่และหน้าจอสุดท้ายได้
สิ่งนี้ทำให้เราสามารถ “เชื่อมต่อจุดต่างๆ” และสร้างชุดวิถีใหม่ทั้งหมด ( ความเร็วของโฟตอน) อันที่จริง เราวัดการหมุนของโพลาไรซ์ที่แต่ละจุดบนพื้นผิวของ CCD ซึ่งทำให้เรามี “โมเมนตัมแบบมีเงื่อนไข” สำหรับอนุภาคที่ไปถึงจุดนั้น การปรับออปติกทำให้เราสามารถวัดค่านี้ซ้ำในระนาบต่างๆ
ระหว่างช่องสลิตคู่และหน้าจอสุดท้ายได้ สิ่งนี้ทำให้เราสามารถ “เชื่อมต่อจุดต่างๆ” และสร้างชุดวิถีใหม่ทั้งหมดกลับสู่หลักความไม่แน่นอนตลอดบทความนี้ เราได้ใช้แนวคิดที่ว่าการวัดใดๆ ของอนุภาคต้องรบกวนอนุภาคนั้น และยิ่งวัดได้แม่นยำมากเท่าใด การรบกวนก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น
อันที่จริง หลักการความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์กมักอธิบายไว้เช่นนี้ อย่างไรก็ตาม คำอธิบายนี้มีข้อบกพร่อง หลักการความไม่แน่นอนที่พิสูจน์แล้วในตำราเรียนของเราไม่ได้กล่าวถึงสิ่งรบกวนการวัด แต่ค่อนข้างจะจำกัดว่าสถานะควอนตัมสามารถระบุคุณสมบัติคอนจูเกตสองอย่างได้อย่างแม่นยำ เช่น ตำแหน่ง x และโมเมนตัม p ตามสูตรของไฮเซนเบิร์ก Δ x Δ p≥ ħ/2 โดยที่ ħ คือค่าคงที่
แนะนำ ufaslot888g