Aaron O'Connell: Making sense of a visible quantum object

Translator: Anton Hikov Reviewer: Stoyan Georgiev

This is a representation of your brain,

Това е изображение на мозъка.

and your brain can be broken into two parts.

И той може да бъде разделен на две части.

There's the left half, which is the logical side,

Има лява половина, която е логичната страна,

and then the right half,

и дясна половина,

which is the intuitive.

която е интуитивната.

And so if we had a scale to measure the aptitude of each hemisphere,

И така, ако имахме скала за измерване на възможностите на всяко

then we can plot our brain.

от полукълбата, тогава ще можем да изобразим графично нашия мозък.

And for example, this would be somebody who's completely logical.

И например, това ще бъде някой, който е напълно логичен.

This would be someone who's entirely intuitive.

Това ще бъде някой, който е напълно интуитивен.

So where would you put your brain on this scale?

И така, къде бихте поставили мозъка си на такава скала?

Some of us may have opted for one of these extremes,

Някои от нас може би ще изберат една от тези крайности,

but I think for most people in the audience,

но мисля, че за повечето хора в публиката,

your brain is something like this --

вашия мозък е нещо такова --

with a high aptitude in both hemispheres at the same time.

с повишени способности в двете полукълба по едно и също време.

It's not like they're mutually exclusive or anything.

Не че те са взаимно изключващи се или нещо подобно.

You can be logical and intuitive.

Може да бъдете логични и интуитивни.

And so I consider myself one of these people,

И така, аз считам себе си за един от тези хора,

along with most of the other experimental quantum physicists,

заедно с повечето от останалите експериментални квантови физици,

who need a good deal of logic

които се нуждаят от известно количество логика,

to string together these complex ideas.

за да навържат тези сложни идеи.

But at the same time, we need a good deal of intuition

Но в същото време, ние се нуждаем от доста добра интуиция,

to actually make the experiments work.

за да накараме експериментите да работят.

How do we develop this intuition? Well we like to play with stuff.

Как се развива тази интуиция? Ами ние обичаме да си играем с неща.

So we go out and play with it, and then we see how it acts,

Играем си с тях и после виждаме как работят.

and then we develop our intuition from there.

И после развиваме интуицията си оттам.

And really you do the same thing.

И наистина вие правите същото нещо.

So some intuition

И така интуицията,

that you may have developed over the years

която може да сте развили през годините

is that one thing is only in one place at a time.

е, че едно нещо е само на едно място в даден момент.

I mean, it can sound weird to think about

Искам да кажа, може да звучи странно да си мислите,

one thing being in two different places at the same time,

че едно нещо е на две различни места по едно и също време,

but you weren't born with this notion, you developed it.

но не сте родени с тази идея, вие сте я развили.

And I remember watching a kid playing on a car stop.

И си спомням как гледах едно хлапе да играе с комплет колички.

He was just a toddler and he wasn't very good at it, and he kept falling over.

То беше прохождащо дете и не беше много добро в това, и постоянно падаше.

But I bet playing with this car stop taught him a really valuable lesson,

Но съм сигурен, че играенето с този комплект с колички го научи наистина много ценен урок,

and that's that large things don't let you get right past them,

и това е, че големите неща не ви позволяват да преминавате през тях,

and that they stay in one place.

и че те остават на едно място.

And so this is a great conceptual model to have of the world,

И така, това е страхотен концептуален модел за света,

unless you're a particle physicist.

освен ако не сте физик на елементарните частици.

It'd be a terrible model for a particle physicist,

Това ще бъде ужасен модел за физик на елементарните частици,

because they don't play with car stops,

защото те не си играят с колички,

they play with these little weird particles.

те си играят с тези малки странни частици.

And when they play with their particles,

И когато те си играят с техните частици,

they find they do all sorts of really weird things --

те откриват, че частиците правят най-различни наистина странни неща --

like they can fly right through walls,

като например, че могат да летят право през стени,

or they can be in two different places at the same time.

или, че могат да бъдат на две различни места по едно и също време.

And so they wrote down all these observations,

И така, те записали всички тези наблюдения,

and they called it the theory of quantum mechanics.

и нарекли това ​​теория на квантовата механика.

And so that's where physics was at a few years ago;

И така, това е, където физиката се намираше преди няколко години;

you needed quantum mechanics

нуждаехме се от квантовата механика

to describe little, tiny particles.

за да опишем мъничките, малки частици.

But you didn't need it

Но не се нуждаехме от нея

to describe the large, everyday objects around us.

за описанието на големите, всекидневните предмети около нас.

This didn't really sit well with my intuition,

Това наистина не пасваше добре с моята интуиция,

and maybe it's just because I don't play with particles very often.

и това е, може би, просто защото не си играя с частици много често.

Well, I play with them sometimes,

Е, играя си с тях понякога,

but not very often.

но не много често.

And I've never seen them.

И никога не съм ги виждал.

I mean, nobody's ever seen a particle.

Искам да кажа, никой никога не е виждал частица.

But it didn't sit well with my logical side either.

Но това не пасва добре с логическата ми страна също.

Because if everything is made up of little particles

Защото, ако всичко се състои от малки частици,

and all the little particles

и всички малки частици

follow quantum mechanics,

следват квантовата механика,

then shouldn't everything just follow quantum mechanics?

тогава не трябва ли всичко просто да следва квантовата механика?

I don't see any reason why it shouldn't.

Не виждам никаква причина, поради която не трябва да е така.

And so I'd feel a lot better about the whole thing

И така, щях да се почувствам много по-добре за цялото това нещо,

if we could somehow show

ако можехме по някакъв начин да покажем,

that an everyday object

че всекидневен обект

also follows quantum mechanics.

също следва квантовата механика.

So a few years ago, I set off to do just that.

Така преди няколко години си поставих за цел да направя точно това.

So I made one.

И създадох един предмет.

This is the first object

Това е първият обект,

that you can see

който можете да видите,

that has been in a mechanical quantum superposition.

който следва суперпозицията на квантовата механика.

So what we're looking at here

И така това, което виждаме тук

is a tiny computer chip.

е малък компютърен чип.

And you can sort of see this green dot right in the middle.

И може да видите тази зелена точка по средата.

And that's this piece of metal I'm going to be talking about in a minute.

И аз ще говоря за това парче метал след минута.

This is a photograph of the object.

Това е снимка на обекта.

And here I'll zoom in a little bit. We're looking right there in the center.

И тук ще увелича малко. Гледаме точно там в центъра.

And then here's a really, really big close-up of the little piece of metal.

И после, това тук е много, много близък план на малкото парче метал.

So what we're looking at is a little chunk of metal,

Така че това, което виждаме е малко парче метал,

and it's shaped like a diving board, and it's sticking out over a ledge.

и е оформено като трамплин, и стърчи над ръба.

And so I made this thing

И така направих това нещо,

in nearly the same way as you make a computer chip.

по почти същия начин, както се прави компютърен чип.

I went into a clean room with a fresh silicon wafer,

Отидох в чиста стая с чисти силиконови пластини,

and then I just cranked away at all the big machines for about 100 hours.

и после ги обработих на всякакви големи машини за около 100 часа.

For the last stuff, I had to build my own machine --

За последното нещо, трябваше да си направя собствена машина --

to make this swimming pool-shaped hole

за да направя тази дупка с формата на плувен басейн

underneath the device.

под устройството.

This device has the ability

Това устройство е в състояние

to be in a quantum superposition,

да бъде в квантова суперпозиция,

but it needs a little help to do it.

но се нуждае от малко помощ, за да го направи.

Here, let me give you an analogy.

Нека ви дам една аналогия.

You know how uncomfortable it is to be in a crowded elevator?

Знаете колко е неприятно да бъдете в претъпкан асансьор?

I mean, when I'm in an elevator all alone, I do all sorts of weird things,

Искам да кажа, когато съм сам в асансьора, правя най-различни

but then other people get on board

странни неща, но когато други хора влязат вътре

and I stop doing those things

спирам да правя тези неща,

because I don't want to bother them,

защото не искам да ги притеснявам,

or, frankly, scare them.

или, честно казано, да ги изплаша.

So quantum mechanics says

И така, квантовата механика казва,

that inanimate objects feel the same way.

че неодушевените предмети се чувстват по същия начин.

The fellow passengers for inanimate objects

Спътници за неодушевените предмети

are not just people,

не са само хората,

but it's also the light shining on it

но също и светлината, която ги осветява,

and the wind blowing past it and the heat of the room.

и вятъра, който духа около тях, и топлината в помещението.

And so we knew, if we wanted to see

И така, ние знаехме, че ако искахме да видим

this piece of metal behave quantum mechanically,

това парче метал да спазва законите на квантовата механика,

we're going to have to kick out all the other passengers.

че трябваше да изритаме всички останали пътници.

And so that's what we did.

Така че направихме точно това.

We turned off the lights,

Изгасихме светлините,

and then we put it in a vacuum and sucked out all the air,

и после го поставихме във вакуум, и изсмукахме всичкия въздух,

and then we cooled it down

и после го охладихме

to just a fraction of a degree above absolute zero.

до само частица от градуса над абсолютната нула.

Now, all alone in the elevator,

Сега, съвсем само в асансьора,

the little chunk of metal is free to act however it wanted.

малкото парче метал е свободно да действа както си иска.

And so we measured its motion.

И така, ние измерихме неговото движение.

We found it was moving in really weird ways.

И открихме, че се движи по много странен начин.

Instead of just sitting perfectly still, it was vibrating,

Вместо просто да седи напълно неподвижно, то вибрираше.

and the way it was vibrating was breathing something like this --

И начина, по който вибрираше, беше нещо подобно на дишане --

like expanding and contracting bellows.

като разширяващо се и свиващо се духало.

And by giving it a gentle nudge,

И като го побутнахме леко,

we were able to make it both vibrate

можехме да го накараме както да вибрира,

and not vibrate

така и да не вибрира

at the same time --

по същото време --

something that's only allowed with quantum mechanics.

нещо, което е позволено само в квантовата механика.

So what I'm telling you here is something truly fantastic.

Така че това, което ви казвам тук, е нещо наистина фантастично.

What does it mean for one thing

Какво означава нещо

to be both vibrating and not vibrating

да бъде едновременно вибриращо и да не бъде вибриращо,

at the same time?

по едно и също време?

So let's think about the atoms.

Нека си помислим за атомите.

So in one case:

Ето ви един пример:

all the trillions of atoms that make up that chunk of metal

всички трилиони атоми, които изграждат това парче метал

are sitting still

стоят неподвижно,

and at the same time those same atoms

и по същото време, същите тези атоми

are moving up and down.

се движат нагоре-надолу.

Now it's only at precise times when they align.

Само в точно определно време те са подредени.

The rest of the time they're delocalized.

През останалото време те се преместват.

That means that every atom

Това означава, че всеки атом

is in two different places at the same time,

е на две различни места по едно и също време,

which in turn means the entire chunk of metal

което от своя страна означава, че цялото парче метал

is in two different places.

е на две различни места.

I think this is really cool.

Мисля, че това е наистина страхотно.

(Laughter)

(Смях)

Really.

Наистина.

(Applause)

(Ръкопляскане)

It was worth locking myself in a clean room to do this for all those years

Заслужаваше си да бъда заключен в чисто помещение и да правя това,

because, check this out,

през всичките тези години. Защото, вижте това,

the difference in scale

разликата в мащаба

between a single atom and that chunk of metal

между един атом и това парче метал,

is about the same as the difference

е почти същата, като разликата

between that chunk of metal and you.

между това парче метал и вас.

So if a single atom can be in two different places at the same time,

И така, ако един атом може да бъде на две различни места по едно и също време,

that chunk of metal can be in two different places,

това парче метал може да бъде на две различни места,

then why not you?

тогава защо и вие да не бъдете?

I mean, this is just my logical side talking.

Искам да кажа, това е просто логичната ми страна, която говори.

So imagine if you're in multiple places at the same time,

И така, представете си ако сте на няколко места по едно и също време,

what would that be like?

как ще изглежда това?

How would your consciousness

Как вашето съзнание

handle your body being delocalized in space?

ще управлява тялото ви, което се премества в космоса?

There's one more part to the story.

Има още една част в историята.

It's when we warmed it up,

И тя е, че когато загряхме метала,

and we turned on the lights and looked inside the box,

и запалихме осветлението и погледнахме вътре в помещението,

we saw that the piece metal was still there in one piece.

видяхме, че парчето метал беше все още там, като една цяла част.

And so I had to develop this new intuition,

И така, аз трябваше да развия новата интуиция,

that it seems like all the objects in the elevator

че изглежда всички обекти в асансьора

are really just quantum objects

са наистина просто квантови обекти,

just crammed into a tiny space.

просто натъпкани в малко пространство.

You hear a lot of talk

Чуваме често да се говори

about how quantum mechanics says that everything is all interconnected.

за това как квантовата механика казва, че всичко е взаимосвързано.

Well, that's not quite right.

Ами, това не е съвсем правилно;

It's more than that; it's deeper.

има нещо повече, по-задълбочено.

It's that those connections,

Това е, че тези връзки,

your connections to all the things around you,

вашите връзки с всички неща около вас,

literally define who you are,

буквално определят кои сте вие.

and that's the profound weirdness of quantum mechanics.

И това е неразбираемата странност на квантовата механика.

Thank you.

Благодаря ви.

(Applause)

(Ръкопляскане)