Квантовая механика для блондинок
На одной из <s>пьянок</s> редколлегий «Популярной механики» речь зашла о науке.
— Опять в журнале какие–то матерные слова написаны! – пожаловались девушки из отдела рекламы.
— Где???
— Да вот же: «бо–зе–эйн–штейн–ов–ский кон–ден–сат»! Да тут не только язык сломаешь, вообще непонятно, что такое и о чем это! Спорим, ты и объяснить не сможешь простым людям!
Ах, даже вот так? Ну вот вам бозонный конденсат и квантовые эффекты для блондинок.
Смотрите: существуют два типа людей частиц, “мальчики” и “девочки”. Мальчики одеты в брюки, на которые уходит 1 метр полотна. Это — целый спин. Такие частицы–мальчики называются <s>бизоны</s> бозоны. Девочки одеты в юбки, на которые уходит 0,5 метра полотна. Это — полуцелый спин, а частицы–девочки — фермионы.
Ведут они себя по–разному.
Когда бозоны собираются вместе на чисто мужскую вечеринку и обнаруживают, что все одеты в абсолютно одинаковые костюмы, они радостно улыбаются, садятся рядом, хлопают друг друга по плечу, ставят друг другу пиво, становятся лучшими друзьями и действуют как единое целое. Это – бозонный конденсат (он же конденсат Бозе–Эйнштейна). А когда раздается крик «наших бьют!», все частицы–мальчики устремляются на защиту — в одном направлении и не мешая друг другу. Это — сверхтекучесть.
А когда девочки–фермионы, собравшись на девичник, обнаруживают, что на них одинаковые платья или юбки, они фыркают, отворачиваются и стараются друг к другу близко не подходить и на соседние стулья не садиться. Это — принцип запрета Паули.
Теперь представим себе торговый центр с двумя входами–выходами с разных сторон. Это — проводник. Внутри — множество магазинов и бутиков. Это — кристаллическая решетка. Если запустить через один вход частицу–девочку (фермион), то вместо того, чтобы пройти прямо насквозь и выйти с другой стороны, она будет испытывать многочисленные столкновения с магазинами, и выйдет с изрядно похудевшим кошельком. Это — механизм электрического сопротивления (электроны являются фермионами).
А теперь представим, что на входе девочка встречает подругу, и они зацепляются языками начинают болтать о моде, прическах и мальчиках. При этом две девочки (фермионы) действуют как единое целое. Это — куперовская пара. Увлеченные разговором, подруги не замечают магазинов и проходят торговый центр насквозь, не испытывая соударений с бутиками и не потратив ни копейки денег, то есть ведут себя точно так же, как мальчик (бозон). Это — сверхпроводимость.
Ну вот, теперь вы знаете столько же, сколько студенты–физики узнают в рамках годового курса квантовой теории. Ну, почти.
© Дмитрий Мамонтов, физик, научный редактор Политехнического музея
История №1346062
+1668–
Проголосовало за – 1779, против – 111
Статистика голосований по странам
Чтобы оставить комментарии, необходимо авторизоваться. За оскорбления и спам - бан.
47 комментариев, показывать
сначала новые
сначала новыесначала старыесначала лучшиеновые - список
Был коммент а где же нормальные, здоровые пары между бозоном и фермионом ?"
Так вот, они везде и придают вес ферминонам - их называют Хиггс бозон. Хиггс ато културное научное слово..
+1–
ответить
Сначала говорится, что девочки отталкиваются друг от друга, потом - что зацепляются, нелогично!
+2–
ответить
paris081159➦asper• 02.09.22 11:09
Невнимательно читали. Отталкиваются девочки в ОДИНАКОВЫХ юбках. В разных зацепляются языками.
+1–
ответить
Мои студенты в далекие девяностые любили объяснение сверхпроводимости из “Кавказской Пленницы”, когда Трус, Балбес и Бывалый выстроились на дороге, как электроны, и попытки Труса рассеяться пресекаются связями с Балбесом и Бывалым...)
+2–
ответить
Гениально. Кажется Эйнштейн сказал, Если вы не можете что то объяснить ребенку 5 лет, вы сами это не до конца понимаете. это и есть иллюстрация этого принципа .
+15–
ответить
Совсем по тексту осталось непонятно - а что такое электрон ? Или - кристаллическая решетка ? Или - что вообще такое - физика ???
+0–
ответить
Гениально. Еще на далеком первом курсе, тяжело вздохнув, старенький профессор рассказывал студентам-гидромеханикам электротехнику методом аналогии.
Ток - поток воды, напряжение - перепад высоты плотины, сопротивление - толщина трубы, катушка - это гидротурбина с маховиком, конденсатор - гидроаккумулятор. С электроникой было сложнее, там прямых аналогов механических почти нет, хотя диод обратным клапаном моделируется очень даже
https://www.anekdot.ru/id/1313760/
+6–
ответить
kamakama➦TIGHT SHOES• 01.09.22 18:16
Я уже не помню, то ли гидроаккумулятор, то ли ГАЭС, суть не важна. Важно то, что они оба держат давление, но ограниченной емкости
+0–
ответить
d01m01g64➦kamakama• 01.09.22 18:20
Ну где то читал что советские гидромеханики настолько суровы что даже некоторые логические и вычислительные действия реализовывали на базе гидравлики а не электроники.
+0–
ответить
kamakama➦d01m01g64• 01.09.22 18:31
Ничего необычного в этом нет и не только в СССР но и во всем мире. В бауманке есть целая кафедра гидропневмоавтоматики и в некоторых очень специфичных местах еще как работает. Например, на взрывоопасном производстве, где нет никакого электричества вообще, во всем цеху
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BD%D0%B5%D0%B2%D0%BC%D0%BE%D0%B0%D0%B2%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B0
+2–
ответить
Ну, по сути всё понятно, но у студентов в институте ещё миллион формул, в которых чёрт ногу сломит, поэтому этот курс и растягивается на целый год, хотя суть можно уложить в 5 минут.
+2–
ответить
d01m01g64➦Мефодий1• 01.09.22 18:33
Нас архитекторов, в строительной физике целый семестр дрочили теоретическим расчетом ферм методом вырезания узлов. В следующем семестре, на курсовой по расчету деревянных конструкций, некоторым, вместо балок и столбов, достались те же фермы. Когда толпа возмутилась, преподаватель показал графический метод расчета который свел часовые мучения со составлением бесконечных уравнений к пятнадцати минутам составления графика сил.
+2–
ответить
katayez➦d01m01g64• 01.09.22 20:09
Просто есть некоторое отличие между обучением физике в рамках подготовки физика и подготовки архитектора. Задача ваших педагогов - научить будущего архитектора рассчитывать фермы методом вырезания узлов, графическим методом и каким там еще. Задача педагогов на физфаках - научить будущего физика не использовать старые, а разрабатывать новые методы.
+1–
ответить
Мефодий1 ★➦d01m01g64• 03.09.22 19:06
Вот я давно подозревал, что у любой задачи есть два решения - одно простое и понятное, а другому нас учат в институтах.
+0–
ответить
d01m01g64➦Мефодий1• 03.09.22 20:11
Да, убедился еще в институте, когда в литературе нашел решение расчета стальной колоны, понятное и вдвое короче, в противовес в методическом материале данной, запутанной методики с многочисленными приближениями и проверками. Правда кому то эти методы надо разрабатывать.
+0–
ответить
d01m01g64➦Мефодий1• 03.09.22 20:15
К тому же школьные решения не для результата а для усвоения процесса, хотя бы составления уравнений. А для результата, в большинстве случаев, вообще ничего не надо решать, достаточно найти решение в соответственной таблице.
+0–
ответить
чИловек➦d01m01g64• 05.09.22 00:41
Вам дали пример выполнения каких-то работ разными методами. Это надо для того, чтобы , столкнувшись с решением какой-либо задачи, решив ее одним методом, можно было получить такой же результат, решив другим, третьим ... Иначе неизвестно, правильный ли получен результат.
+0–
ответить
Тут опущен один неприятный момент: бозоны в одинаковых костюмах, под пиво и дружбу, начинают резко тормозить. И под протяжное "на-аши-и-их бьют!" - устремляются на защиту со скоростью боевой эстонской черепашки.
+3–
ответить
спасибо за уточнение! мб, Вы также знаете смысл всех этих замечательно иллюстрированных процессов/принципов? куда бы я могла это пришить? снова спасибо!
+0–
ответить
можно попробовать пришить к юбке, чтоб получились штаны и тогда будете обладать суперспособностью проходить торговый центр не отвлекаясь... как вариант
+5–
ответить
вариант со списком хорошо работает и со штанами, и с юбкой. ))) или "забудь кошелёк дома".
отчего заминусили мой интерес к применению этой теории? популяризация науки для народных масс и почётная, и благодарная миссия.
+0–
ответить
Соломон Маркович ★• 01.09.22 14:42
Бля так и не понял где в етой иерархии место Соломона Марковича?)
+4–
ответить
Некто Леша ★★★★★➦Соломон Маркович• 02.09.22 16:55
Водородные связи, пожалуй. То с одной, то с другой, долговременные или с быстрым испарением.
+0–
ответить
Соломон Маркович ★➦Некто Леша• 02.09.22 17:02
Ого как разложил! Спасибо Леша буду знать!!)
+0–
ответить
Если девочки цепляются и проходят сквозь торговый центр, то значит они одеты по-разному. Чем определяется, что они одеты по-разному?
И раскройте, пожалуйста, как ведут себя мальчики в торговом центре и как они узнают, что одеты одинаково?
+3–
ответить
big_andy ★➦Qaandtest• 01.09.22 15:21
А мальчики пробегают торговый центр насквозь, не задерживаясь ни в одном магазине, а потом стоят на выходе с тупой рожей и натужно пытаются понять, зачем они, вообще, сюда приходили... По себе знаю.
+13–
ответить
Valentine D➦big_andy• 01.09.22 16:46
Я вообще в торговый центр захожу если там мне что-то конкретно нужно. И если мне нужны носки или, простите, трусы, то иду только в тот отдел, где это находится.
Когда приходится идти туда вместе с женой, сразу говорю:
-Я иду в радиоотдел, созвонимся и встретимся на выходе.
Но чаще вообще остаюсь в машине. Пока она там отваривается, я и газеты почитаю, и кроссворды помешаю.
+5–
ответить
big_andy ★➦Valentine D• 01.09.22 17:26
Главное, успеть забрать жену, пока она совсем не переварилась. Ну, и, конечно, кроссворды почаще помешивать...
+13–
ответить
Гениально!
Вообще именно так нужно объяснять в школе физику, математику и другие точные науки. Тогда те кому они интересны и дальше будут разбираться с формулами, теоремами и т.д. А остальные хоть будут иметь представление о физических законах и как они работают.
+11–
ответить
Излишняя образность может наоборот отвратить некоторых детей.
Посмотрите «Расписание на послезавтра»
+5–
ответить