Физика для блондинок⁠⁠

Научный редактор "Популярной механики" объясняет простым языком некоторые сложные квантовые эффекты:

На одной из пьянок (редколлегий) «Популярной механики» речь зашла о науке.
- Опять в журнале какие-то матерные слова написаны! – пожаловались девушки из отдела рекламы.
- Где???
Показать полностью..
- Да вот же: «бо-зе-эйн-штейн-ов-ский кон-ден-сат»! Да тут не только язык сломаешь, вообще непонятно, что такое и о чем это! Спорим, ты и объяснить не сможешь простым людям!

Ах, даже вот так? Ну вот вам бозонный конденсат и квантовые эффекты для блондинок.

Смотрите: существуют два типа людей (частиц), “мальчики” и “девочки”. Мальчики одеты в брюки, на которые уходит 1 метр полотна. Это - целый спин. Такие частицы-мальчики называются бизоны (бозоны). Девочки одеты в юбки, на которые уходит 0,5 метра полотна. Это - полуцелый спин, а частицы-девочки - фермионы.

Ведут они себя по-разному.
Когда бозоны собираются вместе на чисто мужскую вечеринку и обнаруживают, что все одеты в абсолютно одинаковые костюмы, они радостно улыбаются, садятся рядом, хлопают друг друга по плечу, ставят друг другу пиво, становятся лучшими друзьями и действуют как единое целое. Это – бозонный конденсат (он же конденсат Бозе-Эйнштейна). А когда раздается крик «наших бьют!», все частицы-мальчики устремляются на защиту - в одном направлении и не мешая друг другу. Это - сверхтекучесть.

А когда девочки-фермионы, собравшись на девичник, обнаруживают, что на них одинаковые платья или юбки, они фыркают, отворачиваются и стараются друг к другу близко не подходить и на соседние стулья не садиться. Это - принцип запрета Паули.

Теперь представим себе торговый центр с двумя входами-выходами с разных сторон. Это - проводник. Внутри - множество магазинов и бутиков. Это - кристаллическая решетка. Если запустить через один вход частицу-девочку (фермион), то вместо того, чтобы пройти прямо насквозь и выйти с другой стороны, она будет испытывать многочисленные столкновения с магазинами, и выйдет с изрядно похудевшим кошельком. Это - механизм электрического сопротивления (электроны являются фермионами).

А теперь представим, что на входе девочка встречает подругу, и они зацепляются языками (начинают болтать) о моде, прическах и мальчиках. При этом две девочки (фермионы) действуют как единое целое. Это - куперовская пара. Увлеченные разговором, подруги не замечают магазинов и проходят торговый центр насквозь, не испытывая соударений с бутиками и не потратив ни копейки денег, то есть ведут себя точно так же, как мальчик (бозон). Это - сверхпроводимость.

Ну вот, теперь вы знаете столько же, сколько студенты-физики узнают в рамках годового курса квантовой теории. Ну, почти ;)