Innehåll
Jag har en fråga: Vad har en katt, en apa, en våg, en britt, en österrikisk och teoretisk fysik gemensamt? Om du sa "kvantmekanik" då skulle du vara helt rätt. Om du inte sa kvantfysik, så kommer jag att förklara det i den här veckans Sciencing the Shit Out of Videospelartikeln.
Idag täcker vi ett spel som tog mig ett tag för att verkligen vilja hoppa in, även om jag verkligen inte är säker på varför. Naturligtvis talar jag om Overwatch.
Förvånansvärt är filmspelet för spelet, som för det mesta handlar om att skjuta det andra laget tills de dör, faktiskt djupa, meningsfulla och ha roliga backstories för sina karaktärer. Kanske är det en av anledningarna till det Overwatch har slagit ett ackord med så många människor. Tecknen är lagrade. Den första av dessa filmer som verkligen fick mitt öga var inte det i museet, utan snarare kampen mellan Widowmaker och Tracer.
Climaxen i kampen kommer när Widowmaker firar en kula mot Tracer att hon inte naturligt kunde undvika, så hon blinkade ut ur vägen. Och kulan träffade Widowmakers faktiska mål, Tekhartha Mondatta. I själva spelet kan Tracer använda denna blinkningsförmåga var tredje månad, förutsatt att hon har ansvaret att göra det. Men den riktiga frågan är inte hur ofta kan hon göra det? Det är hur det fungerar i första hand. Jag postulerar att det inte fungerar som du tror det gör. Idag kommer jag att berätta för dig det riktiga sättet att Tracer förmågor fungerar när vi vetenskapen slår ut Overwatch!
Fan art av Will Murai
Quantum tunneling
För att verkligen diskutera detta måste vi definiera några saker och några kvantmekanik som bara kan göra ditt huvud snurrande. Men eftersom vi har en intelligent publik här kommer jag att ge några av de grundläggande detaljerna och sedan ha länkar till andra platser om du vill lära dig mer om kvantmekaniken som jag nämner i den här artikeln.
Idag ska jag använda tre termer som du bör bekanta dig med om du verkligen vill förstå hur det fungerar: Planck Constant, Osäkerhetsprincipen och DeBrogilie-våglängden. Det finns emellertid ett objekt som jag skulle vilja diskutera på länge, och det är kvanttunnling.
Kanske vid en senare tidpunkt kan jag komma in i principerna bakom deBrogilie-våglängden, men den allmänna tanken är att när vi kommer till en viss nivå av minutia att det faktiska läget för ett objekt är mindre av en fast plats och mer av en våg av sannolika platser. Faktum är att det finns en tydlig sannolikhet att vi inte sitter i den plats vi tror att vi är. Vi kan faktiskt vara på månen eller kanske den andra sidan av världen, men deBrogile våglängden definierar den rimliga sannolikheten för ett objekts placering. Så chansen att vi faktiskt är på andra sidan världen eller sitter på månen är mycket osannolika.
På nukleär nivå binder den starka nukleära kraften sannolikheten för partikelns placering inom atomens kärna. Det binder dock inte sannolikheten till 100%. Det finns en möjlighet att partikeln kan vara på andra sidan den starka kärnkraften. Det är vad vi kallar kvanttunnling.
Double Slit Experiment
Låt mig ge dig ett annat exempel som inte kräver så mycket teoretiskt tänkande: Köpenhamns tolkning och Double Slit Experiment.
Om du skulle bob ett föremål upp och ner i en pool med vatten, gör det vågor som sprider ut ur objektet. Om du skulle placera ett hinder i vattnet skulle vågorna springa in på sig själva. Men om du skulle skära två slitsar i barriären skulle det igen splittra vågan och ett mönster av växlande strömmar skulle uppstå, vissa delar avbryter varandra och andra delar förstoras. Detta visar ett mönster av två vågor som befinner sig i fas och ur fas med varandra. Denna typ av mönster kan också göras med ljus. Faktum är att en av mina favorit YouTube-kanaler gjorde just det: Veritasium.
Denna video visar också att även om du reducerar antalet fotoner som träffar barriären till endast en i taget, kommer samma mönster slutligen fram. Det betyder att ett objekt på kvantnivå är både ett föremål och en våg samtidigt, och det kommer att följa samma sannolikhetsmönster oberoende av störningar.
Tanken är att en foton är på flera ställen samtidigt. När vi observerar fotot, kollapsar vi dess vågfunktion och det förefaller på en sannolik plats, som Schrodings katt som jag pratade om förra veckan.
Vad händer om det var ett experiment, säg med en stridsflygplan som hade förmåga att bredda sin deBrogilie våglängd och faktiskt flytta genom sannolikhetsutrymme. Låt oss ringa denna jet Slipstream och dess pilot Tracer. Och om det under en freakolycka var jetstrålens egenskaper som på något sätt gavs till sin pilot, skulle det vara möjligt för piloten att också teleportera. Det kan dock vara svårt för piloten att behålla sin position i rymdtid på grund av sin mycket breda deBrogilie-våglängd.
Sannolikheten för att Tracer befinner sig på flera ställen över rymdtiden ökar kraftigt ju längre deBrogilie-våglängden sträcker sig från Planckkonstanten. Kanske den kroniska accelerator som Winston apen gjorde för Tracer faktiskt inte binder henne i tid utan snarare minskar den deBrogilie våglängden under Planckkonstanten, vilket gör henne synlig för världen runt henne.
Kronacceleratorn kan också användas för att öka Tracer's deBrogilie-våglängden så att hon kan kvanta tunnel till en annan position i rymdtid, säga upp till sju meter från hennes nuvarande plats eller hennes position i verkligheten för tre sekunder sedan.
Det är så jag vetenskapar den skiten ur Tracer. Men som all vetenskap är det inte sant vetenskap förrän det har visat sig fel. Hur skulle du förklara Tracer förmågor? Låt mig veta i kommentarerna, och jag kommer att se dig nästa vecka.