По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 514.83 DOI:10.33920/pro-2-2206-08

Геометрия и квантовая физика в конструкции электронного устройства

Юренкова Л. Р., канд. техн. наук, доцент, МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Москва ул. 2-я Бауманская, д. 5, e-mail: romanovna@bmstu.ru
Бочарова И. Н., канд. техн. наук, доцент, МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Москва ул. 2-я Бауманская, д. 5
Евдокимов В. С., МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Москва ул. 2-я Бауманская, д. 5
Школенко А. М., МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Москва ул. 2-я Бауманская, д. 5

В статье рассмотрена научная проблема в квантовой механике, связанная с геометрией. Знаменитый немецкий математик Мёбиус А.Ф. открыл новую страницу в геометрии — односторонние поверхности. Первая из этих поверхностей была названа его именем: лента (или лист) Мёбиуса. Почти одновременно с Мёбиусом открыл эту поверхность другой немецкий математик — Листинг И. В дальнейшем были открыты другие односторонние поверхности. Однако оказалось, что они представляют собой модификацию листа Мёбиуса. Приведен пример того, как современный инженер решил техническую проблему в электронном устройстве, случайно вспомнив ленту Мёбиуса. Физики до сих пор пытаются научно объяснить положительный эффект в работе этого электронного устройства. Наблюдаемое физическое явление названо парадоксом Эйнштейна — Подольского — Розена.

Литература:

1. Колмогоров, А. Н., Юшкевич, А.П. Математика XIX века. Геометрия. Теория аналитических функций. — М.: Наука, 1981. — Т. 2. — 98 c.

2. Möbius, A.F. Die Elemente der Mechanik des Himmels: auf neuem Wege ohne Hülfe.

3. Клейн, К.Ф. Элементарная математика с точки зрения высшей. Геометрия. — М.: Наука, 1987. — Т. 2. — 416 с.

4. Гильберт Д., Кон-Фоссен. Наглядная геометрия. — М.: Наука, 1981. — 344 с.

5. Фоменко, А.Т. Наглядная геометрия и топология. Математические образы в реальном мире. 2-е изд. — М.: Изд. Моск. ун-та, Изд. «ЧеРо», 1998. — 416 с.

6. Moebius, A.F. Resistor is Noninductive & Nonreactive, AEC-NASA Tech. Brie. 1968. https://ru.wikipedia.org/ Резистор Мёбиуса.

7. Фейгин, О.О. Парадоксы квантового мира. — М.: Эксмо, 2012. — 288 с.

8. Паршаков, А.Н. Квантовая физика для инженеров. — М.: Вузовское образование. Уч. пос. — 2019. — 404 с.

9. Варламов, А., Виллен, Ж., Ригамонти, А. Неопределенность — основа квантовой физики // Квант. — 2021. — №1. — С. 2–12.

10. Жизан, Н. Квантовая случайность. Нелокальность, телепортация и другие квантовые чудеса. — М.: Альпина, 2016. — 202 с.

11. Куракин, П.В. Скрытые параметры и скрытое время в квантовой теории. Препринты ИПМ им. М.В. Келдыша. — 2004. — 16 с.

12. Зелевинский, В.Г. Квантовая физика: уч. пос. — М.: РИЦ НГУ, 2014. — 526 с.

13. Варламов, А.А. Физика повседневности. От мыльных пузырей до квантовых технологий. — М.: Альпина, 2020. — 670 с.

14. Асламазов, Л. Г., Варламов, А.А. Удивительная физика. — М.: МЦНМО, 2017. — 336 с.

15. Варламов, А. А., Виллен Ж., Ригамонти, А. Физика, геометрия и красота // Квант. — 2020. — № 10. — С. 38–48.

1. Kolmogorov, A. N., Yushkevich, A.P. Matematika XIX veka. Geometriya. Teoriya analiticheskih funkcij. M.: Nauka, 1981. T. 2. — 98 c.

2. Möbius, A.F. Die Elemente der Mechanik des Himmels: auf neuem Wege ohne Hülfe.

3. Klejn? K.F. Elementarnaya matematika s tochki zreniya vysshej. Geometriya. M.: Nauka 1987. t. 2. 416 s.

4. Gil»bert D., Kon-Fossen Naglyadnaya geometriya. M.: Nauka, 1981 344 s.

5. Fomenko, A. T. Naglyadnaya geometriya i topologiya. Matematicheskie obrazy v real»nom mire. 2-e izd. M.: Izd. Mosk. un-ta, Izd.»CHeRo», 1998. 416 s.

6. Moebius, A.F. Resistor is Noninductive & Nonreactive, AEC-NASA Tech. Brie. 1968. https://ru.wikipedia.org/ Rezistor Myobiusa.

7. Fejgin, O.O. Paradoksy kvantovogo mira M.: Eksmo 2012 288 s.

8. Parshakov, A.N. Kvantovaya fizika dlya inzhenerov. M.: Vuzovskoe obrazovanie.. Uch. pos. 2019. — 404 s.

9. Varlamov, A., Villen, ZH., Rigamonti, A. Neopredelennost» — osnova kvantovoj fiziki. // Kvant 2021 №1. S 2–12.

10. Zhizan, N. Kvantovaya sluchajnost». Nelokal»nost», teleportaciya i drugie kvantovye chudesa. Izd-vo Al»pina 2016–202 s.

11. Kurakin, P.V. Skrytye parametry i skrytoe vremya v kvantovoj teorii. Preprinty IPM im. M.V. Keldysha, 2004. — 16 s.

12. Zelevinskij, V.G. Kvantovaya fizika. Uch. pos. M.: RIC NGU. 2014. — 526 s.

13. Varlamov, A. A Fizik a povsednevnosti. Ot myl»nyh puzyrej do kvantovyh tekhnologij M.: Al»pina 2020. — 670 s.

14. Aslamazov, L. G., Varlamov, A.A. Udivitel»naya fizika M.: MCNMO 2017. — 336 s.

15. Varlamov, A. A., Villen Zh., Rigamonti, A. Fizika, geometriya i krasota. // Kvant, 2020, № 10. S. 38–48.

По заданию американской компании, деятельность которой направлена на создание высокочастотного оборудования для космической отрасли, физик Дэвис Р.Л. решил проблему по устранению реактивного сопротивления в электронном устройстве. Причем, как он считал, идея пришла после длительного раздумья случайно, когда он вспомнил одностороннюю поверхность Мёбиуса. Нежелательное реактивное сопротивление физиком было устранено, а созданное нереактивное сопротивление получило название «Резистор Мёбиуса» [1–6]. Создателю резистора не удалось сразу обосновать причину своего успеха.

Для объяснения причины эффекта резистора Мёбиуса физики предлагают воспользоваться парадоксом Эйнштейна — Подольского — Розена [2, 7]. Правда, этот парадокс представляет собой еще более сложную загадку современной квантовой физики.

Идея Дэвиса заключалась в том, что резистор, имеющий форму ленты Мёбиуса, был изготовлен из гибкой пластмассовой ленты. С двух сторон ленты была приклеена металлическая фольга, служащая в качестве электрического сопротивления. Провода, подводящие ток к фольге, припаивались в точках, находящихся строго друг против друга на противоположных сторонах ленты (рис. 1).

Электрический ток проходит через эти провода в обоих направлениях, то есть дважды. Благодаря этому вся паразитная реактивность практически гасится. Попутно в ходе экспериментов были выявлены и другие примечательные особенности резистора Мёбиуса. Этот резистор не имеет собственной индуктивности, что позволяет ему противостоять потоку электроэнергии, в то же время не вызывая магнитных помех. Для объяснения эффекта, полученного за счет геометрической формы резистора в форме ленты Мёбиуса, следует познакомиться с парадоксом Эйнштейна — Подольского — Розена. С 1925 г. известен подобный парадокс одного из создателей квантовой физики — Шрёдингера (1887-1961) [8–15]. Суть парадокса Шрёдингера заключается в том, что в нем задействован один объект, который для мысленного объяснения эксперимента представлялся условно котом (рис. 2). Отсюда появился термин «Кот Шрёдингера» [9–12]. В отличие от парадокса Шрёдингера Э. в парадоксе Эйнштейна — Подольского — Розена задействовано два объекта. Для лучшего понимания физической проблемы приводится пример с котом и собакой, хотя оригинальная формулировка парадокса их и не рассматривает.

Для Цитирования:
Юренкова, Бочарова, Евдокимов, Школенко, Геометрия и квантовая физика в конструкции электронного устройства. Главный механик. 2022;6.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: