physics

Квантовая механика

Странные законы субатомного мира — суперпозиция, туннелирование, запутанность и проблема измерения.

квантовая механикаволновая функциятуннелированиезапутанностьШрёдингерсуперпозиция

Квантовая механика — фундаментальная теория, описывающая природу на мельчайших масштабах. Разработанная в 1920-х годах Гейзенбергом, Шрёдингером, Дираком и Борном, она заменила классическую физику новой картиной мира, где частицы ведут себя как волны, измерение влияет на измеряемое, а «призрачное дальнодействие» связывает частицы через пространство.

Теория невероятно успешна — она лежит в основе всей современной химии, полупроводниковой физики, лазеров, МРТ-сканеров и квантовых компьютеров. Однако её интерпретация по-прежнему вызывает споры. Коллапсирует ли волновая функция при наблюдении? Ветвятся ли множество миров при каждом измерении? Спустя столетие физики до сих пор не пришли к единому мнению.

Эти симуляции позволят вам исследовать ключевые явления квантовой механики: протуннелировать сквозь барьеры, запрещённые классической физикой, наблюдать появление интерференционных паттернов по одному фотону, управлять кубитами на сфере Блоха и увидеть, как запутанные частицы нарушают неравенство Белла.

5 интерактивных симуляций

simulator

Симулятор опыта с двумя щелями

Наблюдайте, как квантовая интерференция возникает фотон за фотоном — регулируйте длину волны, геометрию щелей и число фотонов, чтобы увидеть, как знаменитая интерференционная картина складывается из одиночных детектирований

simulator

Симулятор частицы в ящике

Исследуйте квантованные уровни энергии и волновые функции частицы в бесконечной потенциальной яме — визуализируйте стоячие волны, плотности вероятности и состояния квантовой суперпозиции

simulator

Симулятор квантовой запутанности и неравенства Белла

Проверьте неравенство Белла на запутанных парах частиц — задайте углы детекторов Алисы и Боба и наблюдайте, как параметр CHSH S показывает, превышают ли корреляции классический предел

simulator

Симулятор квантового туннелирования

Визуализируйте прохождение частиц сквозь потенциальные барьеры — регулируйте энергию, высоту и ширину барьера, массу частицы и наблюдайте, как коэффициенты прохождения и отражения меняются в реальном времени

simulator

Симулятор сферы Блоха для кубита

Визуализируйте состояния кубита на сфере Блоха и применяйте квантовые вентили — наблюдайте, как Адамар, Паули-X, Паули-Z и T-вентиль трансформируют вектор состояния в 3D