Что если бы я сказал вам, что есть секретное окно, и если вы просмотрели это окно, не могли бы вы увидеть, как вся история вселенной разворачивается перед вашими глазами?
Это звучит слишком хорошо, чтобы быть правдой. Но это наука, и если мы узнали что -то в наших четырех веках научных исследований в области природы, наука может создавать чудеса. Или в этом случае наука может использовать свои собственные чудеса природы.
Я говорю о странной особенности скромного атома водорода. Протон, электрон. Готово, самый простой атом, который возможен. Вы можете добавить нейтрон, если вы чувствуете себя щедрым. Это не обязательно, но добавляет немного волокна.
Теперь это протон и эта электронная частица, что означает, что у вас есть список свойств, таких как масса и нагрузка. Эти свойства говорят нам, как частицы реагируют на гравитационную мощность и электрическую мощность. А потом есть другое свойство, свойство, которое мы называем вращением. Когда я говорю «спин», все, в том числе и я, думает очевидное: что -то, что вращается, как Гарлемский Глобус, который поворачивает баскетбол на ее мизинце. Но это частицы, что означает, что они не принимают объем в комнате. Так как же уйти … повернуть?
Ответ в том, что вы этого не делаете. Но они как -то это делают. Это действительно странно и сложно, и это одна из этих многочисленных квантовых вещей, которые мы должны только научиться жить, потому что на самом деле речь идет не о том, чтобы избежать этого, и квантовой механике все равно, понимаем ли мы это или нет. Съемка частицы по существу относится к тому, как она реагирует на магнитные поля. Если вы возьмете металлический шар и зарядите его электричеством, а затем выкините его в магнитное поле, существует естественная реакция этого вращающегося металлического шарика на магнитное поле. Когда он поворачивается в одном направлении, мяч отвлекается в одном направлении. Если он поворачивается в другом направлении, он идет в другом направлении.
Частицы, такие как электроны и протоны, делают это: они реагируют точно так же, как если бы они заряжены металлические шарики. Это не так, но они все еще ведут себя так, как они есть, поэтому давайте назовем это вращением, потому что это ближе всего к тому, что мы можем назвать это, и мы должны продолжать.
А частицы, такие как протоны и электроны, могут иметь один из двух вариантов для вашего спина. Мы называем эти варианты вверх и вниз, потому что когда мы стреляем эти частицы через магнитное поле, которое появляется вверх и вниз, появляющиеся частицы поднимаются, а разбавленные частицы падают. Мы могли бы назвать эти спинные состояния слева и вправо или A, а и B или Алисы и Боба, но мы пошли с верхней и дно.
В атоме водорода электрон и протон могут иметь одинаковое направление спина (как вверх, так и обоими), либо противоположные спины. По различным квантовым механическим причинам, которые связаны с перекрытием волновых функций, эта конфигурация, если протон и электрон имеют точно одинаковое вращение, имеет нечто большее энергию, чем наоборот.
Это означает, что квантовая механика, если они находятся в одной и той же вращении, позволяет реорганизовать все виды случайности для достижения более низкого уровня энергии.
Это занимает много времени. Если вы нашли атом водорода в середине пустого пространства с параллельными спинами, ожидали и заметили, что он вернулся к своей обычной конфигурации, среднее время ожидания составляет около 11 миллионов лет.
Но вот кикер. В последний раз, когда я проверял, во вселенной в течение гораздо более 11 миллионов атомов водорода, что означает, что если у вас есть целый ряд атомов водорода, которые сидят вокруг, вероятность реорганизации и освобождения этого.
И если, например, у вас есть атомы водорода, стоимость галактики, то все время выпускайте эту энергию.
Теперь это не большая энергия, около 5,8 микроэлектронных вольт. Эта энергия кажется очень специфической в форме одного фотона электромагнитного излучения. И мы можем рассчитать длину волны этого излучения, и это составляет 21 см.
Каждая галактика сияет в этом особом виде света, все благодаря скромному атому водорода.
