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

Translator: Laura Bojarskaitė Reviewer: Monika Ciurlionyte

This is a representation of your brain,

Tai Jūsų smegenų reprezentacija.

and your brain can be broken into two parts.

Ir Jūsų smegenis galima išskirti į dvi dalis.

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

Kairiąją pusę, kuri yra logiškoji,

and then the right half,

ir dešiniąją pusę,

which is the intuitive.

kuri yra intuityvioji.

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

Jei mes turėtume skalę, kuria galėtume išmatuoti kiekvienos hemosferos tinkamumą,

then we can plot our brain.

galėtume sudarytį savo smegenų planą.

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

Pavyzdžiui, tai būtų kažkieno, kas yra visiškai logiškas.

This would be someone who's entirely intuitive.

Tai - to, kas visiškai intuityvus.

So where would you put your brain on this scale?

Taigi, kurioje skalės vietoje būtų Jūsų smegenys?

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

Kai kurie iš mūsų galėjo pasirinkti vieną iš šių kraštutinių atvejų,

but I think for most people in the audience,

tačiau aš manau, jog daugumos žmonių šioje auditorijoje

your brain is something like this --

smegenys yra kažkas tokio --

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

su aukštu abiejų hemisferų tinkamumu vienu metu.

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

Tai nėra taip, kad jos vienu metu nesuderinamos.

You can be logical and intuitive.

Jūs galite būti logiškas ir intuityvus.

And so I consider myself one of these people,

Save aš laikau vienu iš tokių žmonių,

along with most of the other experimental quantum physicists,

kartu su dauguma kitų eksperimentinės kvantikos fizikų,

who need a good deal of logic

kuriems reikia daug logikos,

to string together these complex ideas.

norint surišti šias sudėtingas idėjas.

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

Tačiau tuo pat metu, mums reikia ir daug intuicijos,

to actually make the experiments work.

kad eksperimentai pavyktų.

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

Kaip mes išvystome šią intuiciją? Na, mums patinka žaisti su šiuo dalyku.

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

Galime su juo žaisti ir žiūrėti, kaip jis elgsis.

and then we develop our intuition from there.

Ir taip mes išvystome intuiciją.

And really you do the same thing.

Ir jūs, tiesą sakant, darote tą patį.

So some intuition

Dalis intuicijos,

that you may have developed over the years

kurią Jūs išvystėte per nugyventus metus,

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

tai, kad vienas dalykas yra vienoje vietoje vienu metu.

I mean, it can sound weird to think about

Turiu omeny, gali skambėti kiek keistai galvoti

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

apie vieną dalyką, kuris būtų dviejose vietose vienu metu,

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

tačiau Jūs negimėte su šia mintimi, Jūs ją išvystėte.

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

Aš pamenu vaiką, žaidžiantį ant "gulinčio policininko".

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

Jis buvo pradedantis vaikščioti kūdikis ir jam nelabai kaip sekėsi, jis vis griūvinėjo.

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

Tačiau galiu lažintis, jog šis žaidimas jį išmokė vertingos pamokos,

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

kad dideli daiktai neleidžia pereiti per juos

and that they stay in one place.

ir, kad jie lieka vienoje vietoje.

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

Taigi tai yra nuostabus koncepcinis pasaulio modelis,

unless you're a particle physicist.

išskyrus jei tu esi dalelių fizikas.

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

Tai būtų siaubingas modelis dalelių fizikui,

because they don't play with car stops,

nes jie nežaidžia su "gulinčiais policininkais",

they play with these little weird particles.

jie žaidžia su tomis mažomis keistomis dalelėmis.

And when they play with their particles,

Ir kai jie žaidžia su savo dalelėmis,

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

jie supranta, jog jos daro visokiausius keistus dalykus --

like they can fly right through walls,

jos gali pereiti kiaurai sienas,

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

arba gali būti dviejose vietose tuo pat metu.

And so they wrote down all these observations,

Taigi jie surašė visus šiuos pastebėjimus

and they called it the theory of quantum mechanics.

ir visa tai pavadino kvantinės mechanikos teorija.

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

Fizikų požiūris prieš keletą metų buvo toks:

you needed quantum mechanics

kvantinės mechanikos reikia

to describe little, tiny particles.

norint aprašyti mažytes daleles.

But you didn't need it

Tačiau jos nereikia norint

to describe the large, everyday objects around us.

aprašyti didelius, kasdienius mus supančius objektus.

This didn't really sit well with my intuition,

Tačiau tai nesutapo su mano intuicija,

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

galbūt todėl, kad aš nežaidžiu su dalelėmis labai dažnai.

Well, I play with them sometimes,

Na, aš žaidžiu su jomis kartais,

but not very often.

tačiau nedažnai.

And I've never seen them.

Ir aš niekada jų nemačiau.

I mean, nobody's ever seen a particle.

Turiu omeny, niekas niekada nėra matęs dalelės.

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

Tačiau tai nesutapo ir su mano logine puse.

Because if everything is made up of little particles

Jeigu viskas susidaro iš mažų dalelių

and all the little particles

ir jos visos

follow quantum mechanics,

seka kvantinės mechanikos taisykles,

then shouldn't everything just follow quantum mechanics?

ar tuomet neturėtų viskas paklūsti kvantinei mechanikai?

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

Nematau nė vienos priežasties, kodėl neturėtų.

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

Ir aš jausčiausi žymiai geriau,

if we could somehow show

jei mes kažkokiu būdu galėtume parodyti,

that an everyday object

kad bet koks kasdienis objektas

also follows quantum mechanics.

taip pat paklūsta kvantinei mechanikai.

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

Prieš keletą metų aš tą pradėjau daryti.

So I made one.

Aš pagaminau vieną objektą.

This is the first object

Tai yra pirmasis objektas,

that you can see

kurį galite matyti

that has been in a mechanical quantum superposition.

ir kuris yra kvantinės mechanikos superpozicijoje.

So what we're looking at here

Mes žiūrime į

is a tiny computer chip.

mažytę kompiuterio mikroschemą.

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

Ir Jūs galima sakyti matote žalią tašką per vidurį.

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

Ir apie šį metalo gabalėlį aš ir kalbėsiu.

This is a photograph of the object.

Tai yra objekto fotografija.

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

Čia aš šiek tiek priartinsiu. Žiūrime į centrą.

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

Ir čia labai labai stipriai priartintas šis metalo gabalėlis.

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

Mes žiūrime i didelį gabalą metalo,

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

kuris atrodo kaip šuolių i vandenį tramplinas ir jis kyšo per kraštą.

And so I made this thing

Taigi aš pagaminau šį daiktą

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

beveik tokiu pat būdu, kaip gaminamos kompiuterių mikroschemos.

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

Nuėjau į švarų kambarį su šviežia silicio lipde

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

ir tuomet aš maždaug šimtą valandų gaminau visas tas dideles mašinas.

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

Paskutiniausiai, turėjau pagaminti savo mašiną --

to make this swimming pool-shaped hole

kad padaryčiau šią baseino formos skylę

underneath the device.

prietaiso apačioje.

This device has the ability

Šis prietaisas gali

to be in a quantum superposition,

būti kvantinėje superpozicijoje,

but it needs a little help to do it.

tačiau jam reikia šiek tiek pagalbos.

Here, let me give you an analogy.

Leiskite Jums pateikti analogiją.

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

Žinote, kaip nemalonu būti prigrūstame lifte?

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

Turiu omeny, kai esu lifte vienas, darau visokius keistus dalykus,

but then other people get on board

tačiau, kai kiti žmonės įlipa,

and I stop doing those things

aš nustoju juos daryti,

because I don't want to bother them,

nes nenoriu jiems trukdyti,

or, frankly, scare them.

arba, atvirai kalbant, gąsdinti juos.

So quantum mechanics says

Taigi kvatinė mechanika teigia,

that inanimate objects feel the same way.

kad negyvi objektai jaučia lygiai taip pat.

The fellow passengers for inanimate objects

Pakeleiviai kompanionai negyviems objektams

are not just people,

yra ne tik žmonės,

but it's also the light shining on it

tačiau ir šviečianti šviesa

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

ir pučiantis vėjas ir kambario karštis.

And so we knew, if we wanted to see

Ir mes žinojome, jog jei norime pamatyti

this piece of metal behave quantum mechanically,

kaip šis metalo gabalas elgiasi pagal kvatinę mechaniką,

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

mes turėjome išspirti visus kitus pakeleivius.

And so that's what we did.

Tą ir padarėme.

We turned off the lights,

Išjungėme šviesas,

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

įdėjome jį į vakumą, išsiurbėme visą orą

and then we cooled it down

ir tada jį atšaldėme

to just a fraction of a degree above absolute zero.

iki temperatūros, siekiančios vos vos virš absoliutaus nulio.

Now, all alone in the elevator,

Dabar, būdamas vienas lifte,

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

mažytis metalo gabalas galėjo elgtis kaip tik jis panorėjo.

And so we measured its motion.

Ir mes pamatavome jo judesius.

We found it was moving in really weird ways.

Sužinojome, jog jis juda labai keistai.

Instead of just sitting perfectly still, it was vibrating,

Vietoje to, kad ramiai sėdėtų, jis vibravo.

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

Ir vibravo jis maždaug taip --

like expanding and contracting bellows.

kaip besiplėsdamos ir susitraukdamos dumplės.

And by giving it a gentle nudge,

Ir švelniai jį stuktelėdami,

we were able to make it both vibrate

mes galėjome priversti jį ir vibruoti,

and not vibrate

ir nevibruoti

at the same time --

tuo pat metu--

something that's only allowed with quantum mechanics.

taip, kaip leidžiama tik kvatinėje mechanikoje.

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

Tai, ką aš Jums dabar pasakoju, yra tikrai fantastiška.

What does it mean for one thing

Ką reiškia

to be both vibrating and not vibrating

vienu metu ir vibruoti,

at the same time?

ir nevibruoti?

So let's think about the atoms.

Pagalvokime apie atomus.

So in one case:

Vienu atveju:

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

visi trilijonai atomų, kurie sudaro metalo gabalą

are sitting still

sėdi ramiai

and at the same time those same atoms

ir tuo pat metu

are moving up and down.

jie juda aukštyn žemyn.

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

Tai tik precizijos dėka jie kartais sutampa.

The rest of the time they're delocalized.

Kitu metu jie delokalizuoti.

That means that every atom

Tai reiškia, jog kiekvienas atomas

is in two different places at the same time,

yra dviejose skirtingose vietose tuo pat metu,

which in turn means the entire chunk of metal

o tai reiškia, jog visas metalo gabalas

is in two different places.

yra dviejose skirtingose vietose.

I think this is really cool.

Aš manau, jog tai labai kieta.

(Laughter)

(Juokas)

Really.

Tikrai.

(Applause)

(Plojimai)

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

Buvo verta užsidaryti visiems tiems metams švariame kambaryje ir tai padaryti .

because, check this out,

Nes, pažiūrėkite,

the difference in scale

skirtumas skalėje

between a single atom and that chunk of metal

tarp pavienio atomo ir metalo gabalo

is about the same as the difference

yra maždaug toks pat, kaip

between that chunk of metal and you.

tarp to gabalo ir Jūsų.

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

Taigi, jei pavienis atomas gali būti dviejose vietose vienu metu,

that chunk of metal can be in two different places,

tas metalo gabalas gali,

then why not you?

kodėl gi negalite Jūs?

I mean, this is just my logical side talking.

Turiu omeny, tai mano logiškoji pusė kalba.

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

Įsivaizduokite, jei būtumėte keliose vietose vienu metu,

what would that be like?

kaip tai atrodytų?

How would your consciousness

Kaip Jūsų sąmonė

handle your body being delocalized in space?

susidorotų su Jūsų kūno delokalizavimu?

There's one more part to the story.

Yra dar viena istorijos dalis.

It's when we warmed it up,

Kai mes jį sušildėme

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

ir įjungėme šviesas ir pažiūrėjome į dėžutę,

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

pamatėme, jog metalo gabalas ramiai buvo vientisas savo vietoje.

And so I had to develop this new intuition,

Taigi turėjau išvystyti šią naują intuiciją,

that it seems like all the objects in the elevator

jog visi objektai lifte

are really just quantum objects

iš tiesų yra kvantiniai objektai,

just crammed into a tiny space.

tiesiog sugrūsti į mažytę erdvę.

You hear a lot of talk

Jūs girdite daug kalbų

about how quantum mechanics says that everything is all interconnected.

apie tai, kaip kvantinė mechanika teigia, jos viskas yra susijungę.

Well, that's not quite right.

Na, tai nėra visiška tiesa;

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

tai daugiau nei tai, tai giliau.

It's that those connections,

Tai tos jungtys,

your connections to all the things around you,

Jūsų jungtys su visais Jus supančiai daiktais,

literally define who you are,

tiesiogine to žodžio prasme apibrėžia, kas Jūs esate.

and that's the profound weirdness of quantum mechanics.

Ir tai ir yra išmintingas kvantinės mechanikos keistumas.

Thank you.

Ačiū.

(Applause)

(Plojimai)