Недиссипативная диффузия в классических и квантовых системахЗахид Закир 1 Аннотация Теория недиссипативной диффузии построена на примере диффузии лёгкой частицы в разрежённой среде из тяжёлых частиц и показано, что в таких малодиссипативных системах есть эффекты недиссипативности, аналогичные квантовым эффектам.В области недиссипативности средняя энергия лёгкой частицы сохраняется и процессы описываются двумя нелинейными уравнениями диффузии с производными вперёд-назад во времени.Эти два уравнения диффузии при линеаризации дают одно линейное уравнение Шредингера для комплексной амплитуды вероятностей.В результате при недиссипативной классической диффузии складываются амплитуды вероятностей и имеет место принцип суперпозиции для амплитуд.Среднеквадратичная длина свободного пробега и среднеквадратичный импульс определяют элементарный фазовый объём и коэффициент диффузии, а также связаны соотношениями неопределённостей.Показано, что формализм квантовой механики описывает классическую недиссипативную диффузию с постоянным коэффициентом диффузии, а сама квантовая механика есть лишь частный случай, когда элементарный фазовый объём универсален и равен постоянной Планка.
Недиссипативная диффузия в классических и квантовых системахЗахид Закир 1 Аннотация Теория недиссипативной диффузии построена на примере диффузии лёгкой частицы в разрежённой среде из тяжёлых частиц и показано, что в таких малодиссипативных системах есть эффекты недиссипативности, аналогичные квантовым эффектам.В области недиссипативности средняя энергия лёгкой частицы сохраняется и процессы описываются двумя нелинейными уравнениями диффузии с производными вперёд-назад во времени.Эти два уравнения диффузии при линеаризации дают одно линейное уравнение Шредингера для комплексной амплитуды вероятностей.В результате при недиссипативной классической диффузии складываются амплитуды вероятностей и имеет место принцип суперпозиции для амплитуд.Среднеквадратичная длина свободного пробега и среднеквадратичный импульс определяют элементарный фазовый объём и коэффициент диффузии, а также связаны соотношениями неопределённостей.Показано, что формализм квантовой механики описывает классическую недиссипативную диффузию с постоянным коэффициентом диффузии, а сама квантовая механика есть лишь частный случай, когда элементарный фазовый объём универсален и равен постоянной Планка.
Теория консервативной диффузии в классических и квантовых системахЗахид Закир 1 Аннотация В предыдущей статье [1] изучалась консервативная диффузия лёгкой частицы в разрежённой среде из тяжёлых частиц по аналогии с броуновским движением.В данной статье теория формулируется в более последовательной «гидродинамической» форме исходя лишь из условия консервативности, что средняя энергия лёгкой частицы сохраняется.Как модельный пример взята диффузия очень холодного лёгкого газа в тёплом тяжёлом газе за время до релаксации, когда лёгкий газ остаётся холодным.В отличие от газа Лоренца, где тепловые энергии лёгких и тяжёлых атомов равны, здесь равны их тепловые скорости и это ведёт к эффектам консервативности, аналогичным квантовым эффектам.Такая консервативная диффузия описывается двумя уравнениями -уравнением непрерывности и условием сохранения энергии, нелинейными по плотности вероятности.При введении комплексной амплитуды вероятностей уравнения линеаризуются и переходят в уравнение Шредингера.В результате надо складывать не вероятности альтернатив, а их амплитуды вероятностей.Длина свободного пробега и соответствующий импульс определяют элементарный фазовый объём и коэффициент диффузии.Обсуждены предсказываемые теорией квазиквантовые эффекты.Показано, что формализм квантовой механики описывает классическую консервативную диффузию с постоянным коэффициентом диффузии, и что сама квантовая механика есть частный случай такой диффузии в вакууме, когда элементарный фазовый объём при свободном пробеге равен постоянной Планка.
Считается, что естественные науки исключают возможность произвольного вмешательства в действие законов природы, в связи с чем существование свободы выбора и свободы воли ставится под вопрос. В статье представлено решение этой проблемы на основе квантовой теории. На примере простейшего эксперимента о движении частиц в магнитном поле показано, что в микроскопических процессах свободные решения – то есть решения, не предопределённые никаким алгоритмом природы – происходят постоянно в полном соответствии с законами физики. Эта «квантовая неопределенность», понимаемая как объективная многовариантность будущего, обнаруживает место для свободного выбора в физической картине мира. При этом свобода не противоречит детерминированным законам природы, а дополняет их в соответствии с нормами общечеловеческой этики. Соответственно принцип «психологического детерминизма» Рубинштейна-Брушлинского уточняется на основе квантово-теоретического понятия о вероятностной предопределенности. Статистические закономерности свободных решений при этом описываются обычными математическими средствами квантовой теории. Представленная концепция соотнесена с механизмом самоорганизации сложных систем, экспериментами по нейрофизиологическому предупреждению произвольных решений, а также со свободой выбора в других формах жизни.
Квантовая частица рассматривается как сплошная среда, обладающая рядом специфических свойств. Эти свойства сформулированы так, чтобы основные постулаты традиционной квантовой механики были прямым следствием механического движения такой сплошной среды. Представлено детерминистическое описание процесса взаимодействия квантовой частицы с измерительным прибором при измерении координаты. Показана природа возникновения случайности в процессе измерения и выведено правило Борна для пространственной плотности вероятности. Волновая функция интерпретируется как специфическая объемная сила, с которой сплошная среда квантового объекта воздействует на измеритель, а квантовое волновое уравнение выводится из уравнения непрерывности для этой среды. Предложенный подход к представлению микроявлений позволяет исключить ограничения, связанные с принципом неопределённости, и описывать динамику процессов недоступных для рассмотрения методами квантовой механики.
Каковы метафизические импликации квантовой физики Один из способов ответить на этот вопрос состоит в том, чтобы рассмотреть теоретическое влияние на наше понимание объектов как индивидов с четко определенными условиями тождественности. В соответствии со стандартным взглядом , который развивался одновременно с квантовой революцией, квантовая теория подразумевает, что фундаментальные частицы физики не могут считаться индивидуальными объектами в этом смысле. Этот взгляд помог развитию нестандартных формальных систем, которые подходят для репрезентации неиндивидуальных объектов. Однако высказывалось и мнение, что квантовая физика на самом деле совместима с метафизикой индивидуальных объектов, но эти объекты неразличимы таким образом, что нарушается известный принцип тождества неразличимых Лейбница. Против последнего утверждения недавно были выдвинуты новые аргументы, что помогло возобновить дискуссию о влиянии теории. В результате мы столкнулись с некоторой недодетерминацией релевантной метафизики со стороны физики, в которой, с одной стороны, есть квантовые объекты как индивиды, а с другой квантовые объекты как неиндивиды. Считается, что подобная недодетерминация таких фундаментальных метафизических комплексов имеет важное значение для дискуссии о реализме и антиреализме.
В статье рассматриваются теоретические и прикладные аспекты развития квантовой связи и квантовых сетей как одного из ключевых направлений научно‑технологического прогресса XXI века. Показано, что переход от классических телекоммуникационных систем к квантовым каналам передачи информации обусловлен не только ростом объёмов данных и требований к скорости обмена, но и принципиально новой потребностью в абсолютной криптографической защищённости информации. Квантовая связь, основанная на фундаментальных законах квантовой механики, обеспечивает качественно иной уровень безопасности, недостижимый для классических алгоритмов шифрования. Особое внимание в работе уделено концепции квантовых сетей, которые рассматриваются как основа будущего «квантового интернета», объединяющего квантовые компьютеры, сенсоры и коммуникационные узлы в единую распределённую инфраструктуру. Подробно анализируются принципы квантового распределения ключей, роль квантовой запутанности и фотонных состояний в передаче информации, а также архитектура гибридных сетей, сочетающих классические и квантовые каналы. Важным направлением исследования является анализ возможностей применения квантовой связи в военной сфере и в системах, связанных с обеспечением национальной безопасности. Рассматриваются перспективы использования квантовых сетей для защищённой связи органов военного управления, управления беспилотными и роботизированными системами, стратегических сил сдерживания, а также для противодействия современным угрозам в области радиоэлектронной борьбы и кибервойны. Делается вывод о том, что квантовые технологии способны в перспективе изменить баланс сил в информационном и технологическом противоборстве между государствами. Практическая значимость статьи заключается в систематизации современных представлений о квантовой связи и квантовых сетях, а также в формировании целостного взгляда на их роль в будущем военных и гражданских коммуникационных систем.
Для многочастичных квантовых систем с дипольным взаимодействием с квантовым полем рассмотрена проблема транспорта энергии электронного возбуждения при помощи механизма экситонного переноса, основанного на квантовой интерференции. Показано, что при специальном выборе параметров взаимодействия в модели квантового графа можно достичь усиления переноса экситона на сток, пропорционального числу частиц в системе, а также подавить перенос на альтернативные стоки. Для описания динамики используется метод квантового стохастического предела. Отмечены возможные применения указанного механизма в процессах квантового фотосинтеза.