КИ-3: Структура дисплея [7D]

В условиях голографического квантового компьютера, конструируемого здесь для воссоздания окружающей человека реальности, логично предположить, что дисплей одновременно является и процессором. Дабы не плодить лишних сущностей, как говорят в таких случаях мудрецы. Сведенная до более конкретных понятий, эта общая идея означает, что мельчайший элемент картинки – его принято именовать пиксель – здесь обладает еще и функциями кубита, то есть мельчайшего элемента в логике квантового процессора. Вряд ли требуется разъяснять, что все эти богатые функции в мире-мембране с необходимостью придется возложить на вихревой осциллон, с одной стороны выступающий как протон, а с другой как электрон. Просто потому, что ничего другого здесь нет. Вопрос лишь в том, как такая штука может работать.

Ранее уже не раз было показано, что практически на любой вопрос ответы у человека давно имеются. Дело лишь в том, чтобы отыскать среди них наиболее близкие к истине. А затем попытаться их состыковать – по возможности без противоречий. Конкретно в данном случае самым перспективным началом для поиска ответа представляется «незамкнувшийся» треугольник Озеен-Эйнштейн-Паули. Первый ученый, напомним, явно симпатизировал второму, второго и третьего связывала дружба, но вот между третьим и первым, увы, всегда была откровенная неприязнь. Сложись их отношения чуть иначе и сформируйся треугольник взаимных интересов, глядишь, и у четвертого человека – безвестного французского инженера Ранке – появилась бы возможность сделать большой вклад в науку XX века.

На рубеже 1920-1930 годов, когда Эйнштейн и Сцилард занимались конструированием тепловых насосов, Озеен изучал жидкие кристаллы, а Паули завел дружбу с Карлом Юнгом, инженер-металлург Жорж Ранке изучал циклические сепараторы для очистки газа от пыли. И обнаружил в их работе явление, весьма необычное с точки зрения физики. Газ, выходивший из центра струи циклона, имел более низкую температуру, чем исходный. Сконцентрировавшись на механизме, порождающем такую аномалию, Ранке вскоре создал и запатентовал «вихревую трубу» – устройство для эффективного разделения входного потока на два, горячий и холодный. По сути дела, Ранке практически реализовал здесь того самого демона Максвелла, что способен отделять быстрые молекулы от медленных.

В вихревой трубе Ранке нет движущихся частей, а общая конструкция на удивление проста. Разогнанный в специальной камере-улитке входной газ на большой скорости подается в трубу таким образом, чтобы давление и спиральное вращение увлекали его в один из концов трубы. На этом конце имеется кольцевое выходное отверстие для горячего газа, но лишь по краю трубы. А основная часть торца имеет форму конуса-отражателя. При правильно подобранных параметрах – размере выпускающего кольца, давления, скорости вращения газа – у вершины конуса образуется еще один, приосевой вихрь, увлекающий газ в направлении противоположного конца трубы. И если в том торце сделана не просто заглушка, а мембрана с подходящим отверстием по центру, то из этого отверстия пойдет струя газа, более холодного чем на входе.

*

Поскольку разница температур на двух выходах трубы может быть очень значительной, десятки градусов, у Ранке не было проблем с наглядной демонстрацией своего устройства. Однако научная общественность все равно восприняла изобретение инженера крайне скептически. Физика процесса «трубы Ранке» представлялась не просто неясной, но и сильно противоречащей теории. А именно, второму началу термодинамики, запрещающему убывание энтропии. Лишь много лет спустя, уже после второй мировой войны, вихревая труба Ранке все же получила промышленное применение, т.е. некоторое признание. И хотя с физикой данного процесса полностью разобраться так и не удалось, наиболее неясные моменты просто «замели под ковер» и, как это обычно принято, стали считать, что раз процесс освоен – значит он понят.

Как бы там ни было, вихревая труба Ранке привлечена сюда не за сложную судьбу, а по причине ее взаимосвязей с треугольником О-Э-П и физикой мира-мембраны. Интересы Карла Озеена, скажем, наверняка оказались бы очень полезны при исследованиях вихрей в жидкокристаллической структуре пространства. Исследования Эйнштейна и Сциларда в области тепловых насосов, термодинамики и демона Максвелла тесным образом сопряжены с открытием Жоржа Ранке. А Вольфганг Паули, сильно впечатленный идеями своего нового друга Юнга о многозначительных совпадениях-синхронизмах, мог бы узреть еще один важный сон, связавший все эти идеи в единую картину… Но коль скоро ничего такого реально не произошло, можно восстановить несложившуюся композицию здесь.

В прошлых Играх было показано, что общую динамику мембраны-вселенной удобно представлять в виде вращающегося сферического вихря или раздувающегося в невесомости мыльного пузыря. Сейчас пора обратить внимание на материал в привлеченной аналогии – мыльный раствор. Потому что мыло представляет собой наиболее знакомый человеку, повседневный пример так называемых лиотропных жидких кристаллов. Структуру лиотропного ЖК составляют два или более компонентов, а молекулы растворителя заполняют пространства вокруг элементов компаунда чтобы обеспечивать текучесть системы. Разная концентрация раствора дает лиотропному ЖК еще одну степень свободы, позволяя порождать существенно разные в своих свойствах фазы. Все эти нюансы представляются важными для дальнейшего развития аналогии.

Можно напомнить, что в геометрическо-топологическом разделе Игр демонстрировалось, как происходят циклы смен внешней и внутренней стороны мембраны – частицы сжимаются, увеличивая свою энергию, и переходят в другой энергетический слой, затем в третий, после чего начинается обратное расширение. С одной стороны, эта картина явно перекликается с разными фазами лиотропного жидкого кристалла. Для взгляда же на процесс с несколько другой стороны пора вспомнить, что при каждом переходе частицы – протона или электрона – с одной стороны мембраны на другую происходит переворот спина или топологического заряда. Иначе говоря, частица все время продолжает вращаться как бы в одну и ту же сторону, не замечая, что мир вокруг мигнул и перевернулся вместе с ней.

**

Ныне, благодаря экспериментам с лучом лазера, уже в целом известно, как именно происходят подобные перевороты топологических зарядов у вихрей. И коль скоро уравнения, описывающие поведение оптических вихрей в луче, справедливы и для физики сверхтекучих жидкостей, вполне логично привлечь этот же механизм для пояснения работы пикселей-кубитов в конструируемом здесь дисплее. А именно, надо обратить внимание, что в момент своей максимальной фокусировки (где происходит переворот топологического заряда) круглый некогда вихрь превращается в отрезок тонкой линии или трубки, похожей на бар-перемычку в центре спиральной галактики. Эта трубка перпендикулярна главной оси вихря, поэтому есть основания уподобить ее вихревой трубе Ранке.

В данной модели важно постоянно учитывать, что мир этого двустороннего дисплея все время мигает, а стороны мембраны, соответственно, сходятся-расходятся. Логично считать, что фаза максимального сжатия пикселя в трубку Ранке происходит циклически в моменты максимального схождения сторон дисплея. Иными словами, в таких условиях с концов данной вихевой трубки выбрасываются не струи, а квантованные порции энергии. Из устройства трубы Ранке следует, что энергия пары квантов, вылетающих в противоположные стороны, существенно различается. Один должен быть быстрым, другой медленным. Но еще больше различается их функциональное назначение.

Первый квант – с высокой энергией – вылетает из трубки в момент наибольшего сжатия мембраны. Поэтому естественная для кванта форма вихревого кольца в этих условиях выглядит как его плоская версия, то есть «овал Кельвина» – пара одинаковых плоских вихрей, вращающихся в противоположных направлениях. Одна из главных особенностей в физике такой пары – движение по строго прямолинейной траектории. А в рамках данной модели – еще и естественное движение вдоль мембраны с весьма специфической особенностью. Ось полета этой «бабочки» расположена так, что одно крыло-вихрь все время находится на внешней стороне мембраны, а второе крыло на внутренней. Выполняемая ими там роль, как уже должно быть ясно, – это единичные кванты фотонов света. (Вообще-то, в совокупности пара таких квантов выполняет еще одну важную роль – гравитона – но об этом подробнее в другом месте).

Второе вихревое кольцо, испускаемое пикселем из другого конца в вихревой трубке Ранке, имеет не только меньшую скорость, но и существенно иную функцию. Прежде всего по той причине, что эта частица не остается в пространстве дисплея, а отрывается от мембраны. Не вдаваясь пока в нюансы, можно сказать, что данная частица остается на своем месте, там где вылетела, а мембрана движется дальше по оси времени. Для такого рода частиц, постоянно отслаивающихся от дисплея, в голографическом квантовом компьютере находится важное применение в качестве ячеек памяти. Что примечательно, физики-теоретики не только в значительной степени исследовали свойства подобного рода гипотетических частиц, но и давно придумали для них собственное название – тахионы. О них, впрочем, разговор впереди.

***

Здесь же имеются в наличии практически все детали, необходимые для пояснения работы квантового дисплея-мембраны. Главная особенность данного устройства в том, что внешних зрителей тут нет, а объекты-картинки одновременно являются и объектами-наблюдателями. И коль скоро абсолютно любой объект составлен из пикселей-кубитов, в первую очередь имеет смысл поподробнее разобраться с механизмом того, как именно эти пиксели видят, ощущают и взаимодействуют друг с другом. Предполагая, естественно, что ничего прочего – кроме вихрей и волн – у них для этого не имеется.

Важнейшим элементом взаимодействия, ясное дело, являются кванты-фотоны, испускаемые пикселями в каждом такте дисплея, то есть при всяком сжатии мембраны. Распространяясь далее вдоль мембраны, фотон движется как винтовая дислокация в кристалле, т.е. рассекающая пространство плоскость, вращающаяся вокруг оси движения. Роль секущей плоскости тут играют плоские вихри-«крылья» фотона – каждый в своей половине мира. За время от одного сжатия мембраны до другого каждое крыло делает полуоборот, так что они успевают замести-просканировать по половине своего пространства. В следующем (полу-)такте, когда пиксели переворачиваются, крылья аналогично заметают остальную половину пространства. И, соответственно, делают сечение любого пикселя, встретившегося на их пути.

Под сечением здесь следует понимать факт прохождения плоскости дислокации через частицу. Из-за этого именно по данной плоскости проходит очередное сжатие мембраны, а спин частицы на какое-то время приобретает вполне определенную направленность в пространстве. Или, как говорят в физике, происходит измерение квантового состояния частицы. Поскольку плоскость этого сечения была задана пикселем, испустившим фотон, то оба пикселя оказываются таким образом в одной плоскости. Или, пользуясь другой терминологией, в состоянии квантовой сцепленности. Общая плоскость сечения, так сказать, обеспечивает им запись в один и тот же слой квантовой голографической памяти.

Из представленной картины несложно понять, почему так велика роль вероятностей в данном механизме. Угол наклона секущей плоскости находится в постоянном изменении, словно у вращающейся стрелки часов, а частицы-пиксели при этом осциллируют, так что их диаметр непрерывно меняется от минимума до максимума и обратно. В таких условиях предсказать результаты конкретных взаимодействий фотона с частицей оказывается возможным лишь в терминах вероятных событий. Уместно также напомнить, наверное, что каждый пиксель в своих осцилляциях проходит три существенно разных энергетических слоя. А фотон, соответственно, в своем движении рассекает все эти слои одновременно. То есть значительная часть его взаимодействий с пикселями материи может вообще не наблюдаться в доступном и привычном человеку слое.

←Ранее

↑На уровень вверх↑

Далее→