⚠️ Дебри Физики

Кажется была тут уже эта картинка. Но ценность она имеет, потому повторим 😁 Есть две большие разницы - в одном случае мы и правда пытаемся компенсировать неточности или плохо изученные явления, чтобы математика срослась. В других - коэффициенты просто придумываются по логике "1+1=3". Граница тонкая.

⚠️  Дебри.Физика

#юмор

В школе (и не только) часто рассказывают про правило "раствор должен быть прозрачным" - это удобное упрощение, которое помогает отличить настоящий раствор от коллоидной системы или суспензии. Потому соль в воде - прозрачная, а стакан молока кажется непрозрачным.

Теперь интересный момент. Физически раствор - это однородная смесь, в которой частицы одного или нескольких веществ распределены в другом веществе на атомном, ионном или молекулярном уровне. Но при этом раствор вовсе не обязан быть жидкостью. Воздух можно рассматривать как газовый раствор, а некоторые металлические сплавы - как твёрдые растворы. Например, сталь - это часто именно твёрдый раствор.

В определённых фазах стали атомы углерода занимают междоузельные позиции в кристаллической решётке железа. Другие легирующие элементы могут образовывать твёрдые растворы замещения, когда их атомы занимают места атомов железа в решётке.

Теперь возникает закономерный вопрос. Школьное правило сломается? Если это раствор, почему через кусок стали нельзя посмотреть?

Потому что раствор и прозрачность - совершенно разные свойства.

Прозрачность определяется тем, как электромагнитное излучение взаимодействует с веществом. В обычном разбавленном растворе растворённые частицы действительно могут взаимодействовать со светом. Например, окрашенный раствор поглощает определённые длины волн. Но если поглощение видимого света невелико, а крупных неоднородностей, способных сильно рассеивать свет, нет, раствор остаётся прозрачным.

Совсем иначе ведёт себя молоко. В нём присутствуют частицы и структуры, размеры которых позволяют эффективно рассеивать свет. Поэтому свет многократно меняет направление, и молоко становится мутным. Такое рассеяние связано, в частности, с эффектом Тиндаля.

Но твёрдому раствору вовсе не обязательно быть прозрачным. Возьмём металл.

В металлическом кристалле внешние электроны не принадлежат строго отдельным атомам. Они образуют делокализованную электронную систему, благодаря которой металл хорошо проводит электрический ток. Когда на металл падает свет, его электромагнитное поле воздействует на эти электроны.

Электроны металла начинают коллективно реагировать на это поле. Их движение создаёт собственное электромагнитное поле, которое приводит к сильному отражению света от поверхности. Для видимого света у обычных металлов электромагнитное поле также очень быстро ослабевает внутри материала. Поэтому свет не проходит через обычный кусок металла на заметную глубину.

Именно поэтому металл может быть одновременно однородным твёрдым раствором и непрозрачным материалом.

Поэтому утверждение "раствор обязательно должен быть прозрачным" работает как простое учебное правило для некоторых типичных примеров, но как общее физическое утверждение оно неверно.

⚠️  Дебри.Физика

#материалы

Я знаю, что вокруг Солнца вращается чайник, просто мы его не обнаруживаем, потому что он очень маленький. Можно ли предоставить доказательства того, что чайник не вращается вокруг Солнца? Это старый добрый чайник Рассела.

Соль в том, что бремя доказательства всегда лежит на утвердительном тезисе. А почему?

Такая логика возникла задолго до Бертрана Рассела. Она строится на законах человеческого мышления и теории познания.

Невозможно доказать отсутствие (негативный факт). Доказать существование чего-то (позитивный факт) технически возможно. Достаточно предъявить объект или зафиксировать след его присутствия. Доказать же полное отсутствие чего-либо во всей Вселенной логически невозможно. Чтобы доказать, что космического чайника нет, оппоненту Рассела пришлось бы просканировать каждый кубический сантиметр космоса одновременно, что невыполнимая задача.

Кстати, в логике этот тупик называется требованием доказывать негативное утверждение. Формулировка тут интересная - доказывайте то, что привносите в мир, а не заставляйте других искать то, чего они не видят.

На самом деле довольно полезная штука для осознания.

⚠️  Дебри.Физика

#теории

Есть очень популярная фраза, что для атомов не существует времени. Она чрезвычайно нравится всем - как любителям популярной науки, так и тем кто рассказывает об этом.

Её идея уходит к тому, что в квантовом мире, который чертовски странный, время не существует. И ссылаются тут на "квантовые уравнения". На самом же деле всё работает немного иначе и я расскажу как!

А ещё в итоге окажется, что из этой наивной и не совсем корректной популярно-научной истории следует действительно интересная проблема времени, которая подчеркивает, что сама идея времени как величины может оказаться бессмысленной.

📱 YouTube

📱 Boosty

💵 Поддержи мою работу или задай вопрос через донат

⚠️  Дебри.Физика

#новоевидео

Долгие годы поиск законов реальности основывался на редукционизме - сталкивании различных объектов при высоких энергиях для обнаружения мельчайших строительных блоков. Но по мере того, как физика высоких энергий сталкивается с ограничениями, теоретики переключают свое внимание на коллективное поведение материалов в области, называемой физикой конденсированных сред.

Этот сдвиг основан на концепции, называемой эмерджентностью, которую физик Филип У. Андерсон метко сформулировал как «чем больше, тем лучше». Когда вы соединяете триллион атомов, они ведут себя не просто как увеличенная версия одного атома. Взаимодействие между ними создает совершенно новые законы и состояния материи, которые невозможно предсказать, зная только свойства отдельных компонентов.

При охлаждении почти до абсолютного нуля эти материалы превращаются в микроскопические лаборатории. Поскольку электроны внутри кристаллической решетки ограничены окружающей средой, они взаимодействуют, образуя «квазичастицы» — возбуждения, которые ведут себя точно так же, как фундаментальные частицы, но существуют только внутри материала. Физики, изучающие конденсированные среды, уже обнаружили квазичастицы, имитирующие магнитные монополи, а также фермионы Майораны (частицы, которые действуют как собственная антиматерия) — концепции, которые физики высоких энергий безуспешно искали десятилетиями и которые уходят в сторону теорий заговора (и внимательно тут - потому что пока мы говорим про квази - т.е. сущности, которые очень похожи на предполагаемые объекты).

Это привело к радикальной мысли. Фундаментальные законы Вселенной могут вовсе не быть фундаментальными. Используя такие инструменты, как соответствие AdS/CFT, физики изучают возможность того, что гравитация и пространство-время являются эмерджентными явлениями, возникающими в результате квантовой запутанности лежащей в основе микроскопической информации, а не фундаментальными реальностями. Подобно тому, как звуковые волны являются эмеджентным свойством сталкивающихся молекул воздуха, сама ткань Вселенной может вести себя удивительно похоже на систему конденсированного состояния материи. Это довольно интересный и свежий взгляд.

⚠️  Дебри.Физика

#вселенная

Записывал, значит, для вас новое видео про время. Оно скоро появится на канале. И крепление телефона для штатива развалилось на три части. Одни расходы, блин... Но посмотрите как элегантно и красиво вписались сюда тиски 🙃 ! И даже уверенности придаёт благодаря массивности.

П.с. Это для тех, кто звук иногда ругает. Вы посмотрите на что оно снимается 😆

⚠️  Дебри.Физика

#проект

Не знаю, насколько можно верить реальности таких диалогов и правда ли было что-то похожее в действительности. Это как про цитаты известных людей и мемы на этот счёт. Но тут звучит интересно, а потому поделюсь.

Итак, беседа Альберта Эйнштейна и Анри Пуанкаре.

Эйнштейн: «Знаешь, Анри, я когда-то изучал математику, но потом бросил её ради физики».

Пуанкаре: «О, правда, Альберт? А почему?»

Эйнштейн: «Потому что, хотя я мог отличить истинные утверждения от ложных, я просто не мог определить, какие факты являются действительно истинными».

Пуанкаре: «Это очень интересно, Альберт, потому что я изначально изучал физику, но потом сменил эту область на математику».

Эйнштейн: «Правда? И зачем?»

Пуанкаре: «Потому что я не мог определить, какие из важных фактов были правдой».

Эти рассуждения подводят нас к границе истинности и ставят ребром вопрос взаимодействия физики и математики. Полагаю, не буду далёк от истинности, если скажу, что при длительной обработке в теории можно доказать... Почти всё. Впрочем, давно хочу сделать материал на эту тему.

⚠️  Дебри.Физика

#теории

Для любителей металлов и просто для понимания природных процессов... А можно ли ржавчину превратить обратно в железо?

Так вот. Каждый кусок стали на Земле изначально и был... ржавчиной.

Природная железная руда — это, по сути, и есть окисленная порода, и вся металлургическая промышленность построена на процессе её удаления при температуре около 1600°C.

Когда железо находится под дождем и превращается в хлопьевидный оранжевый порошок, это выглядит как необратимое разрушение металла. Но с химической точки зрения ржавчина — это просто железо, которое связалось с кислородом в результате экзотермической реакции. Когда атомы железа связываются с атомами кислорода в присутствии воды, они выделяют энергию. Чтобы обратить этот процесс вспять и превратить ржавчину обратно в железо, необходимо разорвать эти связи.

Для этого необходимы две вещи: огромное количество тепла для восполнения потерянной энергии и химический восстановитель, который притягивает кислород сильнее, чем железо.

На сталелитейном заводе эта руда загружается в доменную печь вместе с коксом (чистым углеродом) и нагревается примерно до 2000 °C. При таких экстремальных температурах углерод действует как восстановитель, реагируя с кислородом в оксиде железа и образуя оксид углерода и диоксид углерода. Эти газы отводятся, оставляя чистое расплавленное железо на дне.

Для более быстрого и гораздо более агрессивного метода в качестве восстанавливающего агента используется алюминиевый порошок. Алюминий обладает высокой реакционной способностью и образует гораздо более прочные связи с кислородом, чем железо. Когда ржавчину и алюминиевый порошок смешивают и поджигают — образуя смесь, называемую термитной, — алюминий быстро отщепляет кислород от железа.

Термитная реакция происходит, когда порошок алюминия бурно отщепляет кислород от оксида железа, выделяя достаточно тепла, чтобы оставить после себя чистое расплавленное железо.

Термитная реакция настолько энергична, что достигает температуры выше 2500 °C. После того, как искры утихают, алюминий превращается в оксид алюминия, а первоначальная ржавчина остается в виде раскаленной лужицы жидкого железа.

И знаете... Отчасти это гениально. Оторвать более "агрессивным элементом" то, что прореагировало с железом. Теперь вы про это знаете, если не знали. И, что ещё интересно - многие якобы сложные методики держатся на простом базовом принципе.

⚠️  Дебри.Физика

#материалка

Похоже Т–800 не придётся тратить время и спасать Джона Конора в прошлом. Похоже можно поменять прошлое, прямо из будущего. Причём без всяких там машины времени и прочих технических инноваций. Просто по щелчку пальцев.

По крайней мере так понимается один очень известный эксперимент про квантовый ластик, который в популярной науке всегда подписывается, как физики доказали, что будущее может влиять на прошлое. На самом деле этот эксперимент довольно давний и правильнее называть это отложенным квантовым выбором. Но откуда эти рассказы про прошлое и будущее?

Давайте разберемся, правда ли физики доказали, что будущее влияет на прошлое или что–то совсем не так?

📱 YouTube

📱 Boosty

💵 Поддержите мою работу или задайте вопрос

⚠️  Дебри.Физика

#новоевидео

Немного разбавим материалы. Серьезные и не очень 🙃

⚠️  Дебри.Физика

#юмор

Если уж у нас тут получилась этакая площадка коммуникации в дополнение к тубу, то, наверное, будет уместно написать и это. Просто, чтобы вы знали, как идут дела у проекта. Может быть что-то умное посоветуете... 🙃 Группа комментариев жива и я туда переложу это сообщение.

Итак, как вы заметили, рекламу в ТГ я не размещаю и канал тут скорее для лояльных проекту людей. Поскольку отдельно ТГ я тоже не развиваю, а саморазвития (ох какое слово, надо его ввести в диалоги продвиженцев) в ТГ нет... И мы имеем, что имеем.

Ютуб - платформа прекрасная, но я всегда недоуделял (как это слово пишется..)) ему время. В угоду дзена кстати. Да и, надо признать, там довольно сложная динамика. Алгоритмы очень совершенны, а конкуренты крутые. То есть даже делать те выпуски, которые я делаю - это работа довольно объемная и затратная во всех смыслах. Потому очень благодарен тем, кто поддерживает иногда мою деятельность.

Всякие товары и курсы я тоже не продаю. А может быть пора начать что-то такое делать? Но ведь и не нужно оно никому. Пытался... И бусти по сути тоже мало кому нужен.

В сухом остатке у вас есть вопрос - а как тогда? Любому умному человеку очевидно, что более или менее приличный проект не может существовать бесплатно. Это ключ и кто думает иначе просто никогда ничего не делал.

Отвечаю - всё это время моя работа фактически держалась на дзен. Во многом и ютуб когда-то я использовал, чтобы инициировать интерес к моим работам на дзене. Тогда они там ещё были такими, что показывать их не стыдно 😆... Но что сейчас? А сейчас проект по сути теряет источник финансирования. Потому что ДЗЕН ВСЁ. Ну совсем всё. Причём, поражает уровень цинизма. Поддержка отвечает - всё хорошо, а ничего не работает. Нет, ну я могу ошибаться и, может быть, и правда всё работает. Так что подстрахуюсь и добавлю, что это всё только моё мнение и не больше, и бла-бла. Но по факту именно мой канал перестал работать с начала августа.

И я просто по-человечески хочу с вами этим поделиться, потому что вижу впереди только неопределенность. И, надо отметить, немного это подвышибает. Семь лет строил замки на песке...

Какие планы сейчас? Я полагаю, что следует уделять времени Ютубу значительно больше. Потому в ближайшее время я перестану так активно писать на ДЗЕН (да, представьте себе, даже если генерить статью, её следует причесать, а это значит пропустить всё через себя, и это очень трудоемко. Ведь я делал 2-3 статьи в дзен... И не поверите, я уже кукухой еду и мысли начали путаться... А иначе никак - это когда-то один добротный лонгрид мог кормить тебя пару дней, а в последнее время была такая динамика, что нужно писать что-то в стиле - Внезапно! Ужас! Кошмар! Если бы Годзилла существовал, то Ньютон раздавил бы его) или даже вообще перестану там публиковаться.

Так что Ютуб наше всё. Других путей нет. И похоже теперь уже долго не будет. Дзен был последней местной платформой, которую я воспринимал нормально. Ну и, чтобы вы понимали, я на дзене работаю уже 7 лет, а по сути всё это стало замком на песке. У меня есть серебряная кнопка дзена (да, они когда-то такое давали) и когда вся эта каша с площадками произошла, на дзене у меня уже был нормальный большой проект.

Скоро видео станет ещё больше! Я активно работаю в эту сторону. Причём, так и продолжим изучать физику, лес и, может быть, вам ещё и канал просто с красотами понравится.

А дзен... Последняя местная платформа, на которой я пытался работать. Больше таких ошибок я не сделаю. И тут нечему радоваться, в общем-то. Это грустно. Грустно, когда такие перспективные и наполненные идеями площадки, как дзен становятся...ну давайте скажем - другими. Кстати характерно, что до этого сломалась форма донатов и я про это тут тоже писал 😆

Если тут кто-то ещё читает дзен, то там я тоже про это написал https://dzen.ru/b/aqfBpb3ZSmopBtAW

⚠️  Дебри.Физика

Гелий ни с чем не реагирует, не так ли? А что вы тогда знаете про самую сильную кислоту во Вселенной?

Спустя 100 000 лет после Большого взрыва гелий и водород соединились, образовав первую молекулу во Вселенной — и заодно самую сильную известную кислоту.

В обычных условиях на Земле сегодня эти два элемента полностью игнорируют друг друга. Внешняя электронная оболочка гелия заполнена двумя электронами, что делает его абсолютно стабильным. Водород стремится к обмену электронами для достижения стабильности, но гелий отказывается участвовать в этом процессе. Если смешать эти два газа в воздушном шаре, они останутся отдельными, независимыми атомами.

Но ранняя Вселенная состояла почти исключительно из водорода, гелия и ничтожно малого количества лития. По мере снижения температуры нейтральные атомы гелия смогли образовать связи с положительно заряженными ионами водорода (чистыми протонами). Это вынужденное соединение привело к образованию гидрид-иона гелия (HeH+).

Впервые ученые синтезировали HeH+ в лаборатории в 1925 году, но почти столетие потратили на его поиски в космосе. В 2019 году, используя инфракрасную обсерваторию, установленную внутри модифицированного Boeing 747, астрономы наконец обнаружили эту первозданную молекулу Вселенной в умирающей звездной системе NGC 7027 и доказали, что такое бывает.

Образующийся ион гидрида гелия невероятно нестабилен. В тот момент, когда HeH+ соприкасается с обычным веществом, он вступает в реакцию, отдавая свой протон и мгновенно превращаясь в независимый атом гелия. Именно эта высокая реактивность является причиной того, почему он не может существовать на Земле. И именно поэтому в не совсем обычных условиях это очень сильный реагент и самая сильная кислота во Вселенной. Но это соединение не образуется даже внутри газовых гигантов.

⚠️  Дебри.Физика

#материалка

UPD: Тем временем старый сервис всё-таки починили кое-как. Потому сообщение ниже пока уберу, дабы не путать.

Оставлю только, что донаты могут работать через бусти. Вроде бы пока хоть с ним проблем не было.

📱 https://boosty.to/inzn/donate

Там всё также можно написать мне сообщение через донат и я на него отвечу. Да, это не так удобно, как было по старой ссылке. Потому что форма, как я понимаю, работает, если только человек залогинился в самом бусти. Но всё так поворачивается, что просто не остаётся других способов 🤖

Исхожу тут из того, что если человек смотрит проект на ютубе, то у него есть аккаунт и на тубе, и в гугле. Бусти умеет использовать этот аккаунт для входа на сервис и это не сильно помешает. Ещё из плюсов - бусти похоже умеет принимать платежи даже с иностранных карт.

Впрочем, на бусти можно просто подписаться. Это поможет и проекту, и подарит некоторые бонусы вам. Как минимум, там дублируются все видео без рекламы и иногда выходят авторские заметки по теме проекта.

Всем спасибо! Скоро будут новые интересные материалы. А пока можно посмотреть что-то из уже имеющихся видео.

⚠️  Дебри.Физика

Тем временем, пару дней назад сделал новый выпуск и всё не успеваю тут разместить. Обсуждаем могут ли два атома одного элемента действительно быть одинаковыми и можно ли ставить вам двояк, если вы ответите учителю химии, что атомы одного элемента на самом деле... Разные!

Кстати, про учителя - вполне реальная история 😆 Как-нибудь расскажу.

📱 YouTube

Конечно же, ролик есть и на Бусти, для тех, кто поддерживает мою работу. Ссылку добавлю чуточку позже.

А вот ссылка на форму с донатами теперь не работает 😔 Придётся искать новые инструменты...

⚠️  Дебри.Физика

#новоевидео

Людей в квантовой физике беспокоит преимущественно то, что весь набор имеющихся знаний так и не даёт нам осмысленной версии того, «что там реально находится». Вернее, он может её дать, просто таких версий очень много, и никто не может прийти к единому мнению. Однако, неплохо бы иметь точность. Напомню, что мы не от хорошей жизни копаемся в этом контролируемом безумии - нам важно понять суть материи.

Большинство людей считают, что одна версия физики абсолютно логична, а все остальные — бессмысленны. Некоторые считают, что все они бессмысленны. И наверняка есть люди, которые считают, что более одной версии абсолютно логична, хотя я пока не могу вспомнить ни одной.

Эти версии называются «интерпретациями» и являются результатом попыток понять, почему известный алгоритм (это который про измерения и прочую дичь) работает - то есть, в каком мире мы должны жить, чтобы квантовая механика могла так успешно его описать.

Примеров тут много. Самые известные:

- Мир состоит всего лишь из частиц, которые движутся под воздействием волн. Эти волны действуют нелокально, но законы физики устроены таким образом, что это не вызывает никаких проблем.

- Мир - это волновая функция: многомерный объект, существующий в гильбертовом пространстве. Возможно, это выглядит не так, но это потому, что мы являемся частью этой волновой функции, и это лишь то, как выглядит ситуация, когда один бит волновой функции взаимодействует с другим битом.

- Мир состоит из двух видов вещей: квантовой и неквантовой. Большинство вещей ведут себя квантовым образом, пока не начинают влиять на неквантовую среду. (Кстати, мы сами-то неквантовая среда)

Учёные обычно стараются не беспокоиться обо всем этом и указывают на то, что с точки зрения чистой физики всё это совершенно прекрасно и имеет смысл. И это действительно так. По сути для науки не имеет значения КАКАЯ интерпретация окажется правильной. Математика того уровня работает везде.

Но забавно, что часто интерпретации квантовой механики приводят к ожесточенным спорам и разборкам. Даже тут в комментариях это наблюдается. И по сути проблема-то должна решиться простым образом. Мы просто должны принять отсутствие реальности в виде макромира на тех уровнях. И это не должно мешать процессу.

⚠️  Дебри.Физика

#теории

Фарадей не имел математического образования. Он просто наблюдал, как железные опилки выстраиваются вокруг магнитов, и представлял себе невидимые «силовые линии», пронизывающие пространство. Он также предложил концепцию «электротонического состояния» - своего рода напряжения в эфире, которое накапливается и высвобождается, приводя в движение электрические токи. Но что это вообще такое?

Максвелл постарался математически описать это, определив то, что мы сейчас называем электромагнитным векторным потенциалом. И это интересно.

Чтобы визуализировать взаимодействие этих невидимых сил, Максвелл разработал механическую модель. Он представил, что все пространство, заполненное несжимаемой жидкостью. Магнитные поля были представлены микроскопическими вращающимися молекулярными вихрями внутри этой жидкости.

Но это создавало механическое противоречие. Если два соседних вихря вращались в одном направлении, их края сталкивались бы, как скрежещущие шестерни. Для решения этой проблемы Максвелл сделал самое разумное. Добавил паразитки. Тупо механическое решение. Он представил, что есть электрические частицы, которые выполняют такую роль. Когда магнитные вихри вращались, они крутили эти колеса. Результирующее линейное движение этих условных шестеренок представляло собой... Внезапно... Электрический ток.

В представлении Максвелла векторный потенциал был не просто математическим трюком с произвольной «калибровочной свободой». Это был реальный физический импульс, представляющий инерцию вращающихся шестеренок и жидкости. То, что современные физики называют «калибровочным преобразованием» - добавление градиента скалярной функции к векторному потенциалу без изменения наблюдаемого магнитного поля - для Максвелла было всего лишь математической неоднозначностью. Он просто зафиксировал калибровку, чтобы шестерни и жидкости должным образом подружились, рассматривая это как математическую причуду, а не как глубокую симметрию природы.

В итоге физики поняли, что уравнения Максвелла идеально работают в пустом пространстве, и отказались от воображаемых шестеренок, вихрей и жидкости. Ещё один эфир был отвергнут, но... векторный потенциал сохранился.

Десятилетия спустя его причудливая «калибровочная свобода» превратилась из механического инструмента в основополагающий принцип современной квантовой теории поля. Да, это векторный потенциал.

В квантовой теории поля векторный потенциал становится фундаментальным полем, а его калибровочная свобода - основой калибровочной симметрии, лежащей в основе квантовой электродинамики и Стандартной модели.

А теперь кратко и одной фразой для тех, кто запутался. Один придумал странный механизм работы, другой обернул его математически и задумался про недостатки (механические!), дополнив странным механизмом, который пытался уравновесить механику движения среды (на уровне как поедет колесо, да!) и имел математическое описание. Параллельно так сформировалось и описание электрического тока. Оба учёных думали, что есть какая-то волшебная среда. Потом все эти идеи про среду признали бредовыми. Но на базе того самого лайфхака с математическим описанием странного вращательного механизма-паразитки построена вся современная физика поля и логика лайфхака даже не изменилась. Занятно, не так ли?

⚠️  Дебри.Физика

#электричество

Если вы присоединились к каналу недавно, то полезно знать, что есть чат с обсуждениями:

Вот тут https://t.me/+7djiDmw8sNQzNDJi

Когда-то он был привязан к каналу, а потом был оторван от него по множеству причин. Тем не менее, там и сейчас можно обсуждать темы канала или что-то близкое к этому. Если, конечно, соблюдать правила в закрепе той группы 🤖

⚠️  Дебри.Физика