trawa

Autor Wątek: Mechanika kwantowa  (Przeczytany 28252 razy)

0 użytkowników i 1 Gość przegląda ten wątek.

Offline Neratin

Re: Mechanika kwantowa
« Odpowiedź #15 dnia: Lipiec 01, 2007, 06:30:29 pm »
Cytat: "X.Viktor"
Co w tym dziwnego. Jeśli weźmiemy dwie karty "Asa Pik" i "Asa Kier" wymieszamy i położymy na stole to wiadomo, że wskazując kartę mamy 50% szans na to, że to będzie "As Pik". Więc jeśli nie odsłonimy kart to każda jest w połowie Asem Pik oraz w połowie Asem Kier. Ale jak juz jedną z nich odsłonimy "wybierze" ona czy jest tym czy tym zaś karta której nie odryjemy będzie miała do wyboru juz tylko jedną pozostająca możliwość.

No właśnie nie. Taka interpretacja - ze stanem kart ustalonym przed pomiarem i przechowywanym w ukrytych zmiennych - jest wykluczona na mocy twierdzenia Bella.

Analogia byłaby prawidłowa, gdybyś miał _dwie_ pary kart. I dziwne jest to, że odsłonięcie jednej karty z pierwszej pary determinuje jaką kartę odsłonimy w drugiej parze.

Offline Sajuuk'

  • Szafarz bracki
  • *****
  • Wiadomości: 3 019
  • Total likes: 0
  • Płeć: Mężczyzna
  • z'; DROP TABLE profile; --
    • sireliah.com
Odp: Mechanika kwantowa
« Odpowiedź #16 dnia: Maj 26, 2009, 11:17:51 pm »
Cytuj
d) Boska Interwencja. Według zasady Biskupa Berlkeleya Esse est percipi, jak również według Mechaniki Kwantowej, można uwierzyć w to, że obiekty nie mierzone przez nikogo są mierzone przez Boga, mierzone raz po raz przy pomocy Jego operatora O. Może to prowadzić do obserwowanego efektu, ale pod warunkiem, że Jego operator ma stany własne protonu nie szersze niż ok. 0.1 mm, a także, że obserwuje On swobodne protony co 10-12 s. Jednak Boska Interwencja jest rzeczą zbyt poważną dla wyjaśnienia czegoś pasożytniczego.

Tu źródło: http://arkadiusz.jadczyk.salon24.pl/107258,teorie-jak-myszy

Hehehe, bardzo mi to poprawiło humor. Sporo było koncepcji wyjaśnienia dlaczego nie obserwujemy skoków kwantowych w makroskali, najracjonalniejsza wydawała się ta, że cząstki, a raczej ich funkcje falowe redukują się przez interakcję ze sobą (jak? nie mam pojęcia), tudzież w sposób przypadkowy. Ale redukcje okiem Stwórcy to coś nowego i sądzę, że zaoszczędzi wiele pracy fizykom teoretycznym. Warto się nad tym głębiej zastanowić.  :)
"Był to chłopak tak piękny, że nie musiał się nawet myć" - T. Konwicki, "Dziura w niebie"

Offline Ijon Tichy

  • Słynny gwiazdokrążca.
  • Moderatorzy
  • Radca bracki
  • *
  • Wiadomości: 3 729
  • Total likes: 0
  • Płeć: Mężczyzna
Odp: Mechanika kwantowa
« Odpowiedź #17 dnia: Maj 27, 2009, 03:49:27 pm »
To nie jest nowy pomysł.
Ale jak chcesz z istnienia Boga zrobić teorię (generować przewidywania) to nie mam pojęcia(- może się da, a ja poprostu nie mam pomysłu).
Uśmiechaj się, zawsze! ;)

Offline Sajuuk'

  • Szafarz bracki
  • *****
  • Wiadomości: 3 019
  • Total likes: 0
  • Płeć: Mężczyzna
  • z'; DROP TABLE profile; --
    • sireliah.com
Odp: Mechanika kwantowa
« Odpowiedź #18 dnia: Maj 27, 2009, 07:07:42 pm »
Plan autora był zdaje się taki, żeby bóg spełniał rolę obserwatora wszystkich cząstek jednocześnie, przez co niemożliwe by dla nich było zanadto "rozpuścić się" w niekonkretną i prawie płaską funkcję falową. Powiedzmy, że bóg spogląda na każdą cząstkę co jakiś czas i dzięki temu redukuje jej wektor stanu. Jeśli traktować go jako wielki detektor pojawia się pytanie o jego sprawność, bo np. detektor o czułości 100% będzie zaburzał stan obserwowanego obiektu w stu procentach i w efekcie dostaniemy jakieś bzdury zamiast obserwacji. Yyy, to znaczy bóg dostanie bzdury. Ale ja tam nie wnikam, bo jeszcze ktoś zakwestionuje ortodoksyjność mojego ateizmu.  :D
"Był to chłopak tak piękny, że nie musiał się nawet myć" - T. Konwicki, "Dziura w niebie"

Offline Ijon Tichy

  • Słynny gwiazdokrążca.
  • Moderatorzy
  • Radca bracki
  • *
  • Wiadomości: 3 729
  • Total likes: 0
  • Płeć: Mężczyzna
Odp: Mechanika kwantowa
« Odpowiedź #19 dnia: Maj 27, 2009, 09:54:34 pm »
Ale... jak "teoria istnienia Boga" wpływała by na nasze pomiary?
Tzn- jakie by były gdyby Bóg istniał a jakie jak by nie istniał? Czy nie były by takie same? Bo jeśli tak to należało by założyć- w fizyce, że Bóg jednak nie istnieje*.

*- mimo, że ja jestem katolikiem. :P
Uśmiechaj się, zawsze! ;)

Offline Sajuuk'

  • Szafarz bracki
  • *****
  • Wiadomości: 3 019
  • Total likes: 0
  • Płeć: Mężczyzna
  • z'; DROP TABLE profile; --
    • sireliah.com
Odp: Mechanika kwantowa
« Odpowiedź #20 dnia: Maj 27, 2009, 10:13:00 pm »
Sądzę, że bóg jest tu założeniem, które spełnia funkcję tłumaczenia nam rzeczywistości, mniejsza o to, że to założenie kompletnie ad hoc i dowcip autora, ale jego rola jest taka sama jak np. ciemnej energii w kosmologii. Nikt tej ciemnej energii nie widział i nigdy nie wykrył, ale postuluje się ją, ponieważ w miarę dobrze wyjaśnia nam zjawisko kosmicznej ekspansji (pojawiły się ostatnio kontrowersje, ot ekspansja tłumaczy się także istnieniem kosmicznej pustki vide majowy Scientific American). W takim kształcie postulat boga-detektora nie jest niczym innym jak osobnym członem w równaniach, który powoduje czasowe zapadanie się funkcji falowej. Rzecz w tym, że w ramach obecnej teorii nie ma konkretnego wyjaśnienia dlaczego cząstki zachowują się w taki sposób, choć nikt ich laboratoryjnie nie bada.

W ogóle nazwa boga jest bardzo myląca, to mogło by być właściwie cokolwiek, choćby wspomniana w artykule grawitacja. W ogóle muszę o tym poczytać, bo im więcej się nad tym zastanawiam tym mniej jestem pewien.  :-X
"Był to chłopak tak piękny, że nie musiał się nawet myć" - T. Konwicki, "Dziura w niebie"

Offline haael

  • Starszy Gildii
  • *******
  • Wiadomości: 10 000
  • Total likes: 2
  • Płeć: Mężczyzna
  • Polska polska nie ciapolska.
Odp: Mechanika kwantowa
« Odpowiedź #21 dnia: Lipiec 01, 2009, 12:31:22 pm »
Heh, nie wiedziałem, że takie fajne dyskusje na GNP odchodzą.

Znam wyjaśnienie rozpraszania pasożytniczego :). Tym "Bogiem" jesteśmy my sami.

Istnieje wiele interpretacji mechaniki kwantowej. Jedną z nich jest Kopenhaga, czyli że funkcja falowa nie opisuje stanu obiektu, a jedynie prawdopodobieństwo znalezienia go w jakimś stanie. Ale załóżmy, że funkcja falowa istnieje jednak obiektywnie. Okaże się, że mogą się z nią dziać wtedy dwie rzeczy.
1. Funkcja falowa (rozmyta aż miło) ewoluuje sobie, interferuje, wchodzi w superpozycje i robi różne inne spójne matematycznie rzeczy, a najśmieszniejsze jest, że w granicy dużych mas prawa jej ruchu redukują się do mechaniki Newtona.
2. W momencie dokonania pomiaru funkcja falowa kolapsuje. Nie wiadomo, kiedy następuje "pomiar", łamane jest przy tym twierdzenie Liouville'a (informacja powstaje z niczego), termodynamika bierze w łeb, następuje ponadświetlna komunikacja stanów splątanych itp. Nic więc dziwnego, że większość fizyków udaje, że taki proces nigdy nie zachodzi :).

Interpretacja kopenhaska nie zajmuje się samym momentem kolapsu. Inne interpretacje próbują z tym walczyć.

Widzę, że Sajuuk' prezentuje interpretację "brzydkiego kaczątka". Po przekroczenu pewnego poziomu funcja falowa obiektywnie kolapsuje. Moim zdaniem taki pogląd jest nie do obrony. Po pierwsze - same "poziomy" energii czy czegoś tam są rozmyte i nie wiadomo, kiedy stan go przekroczy. Poza tym gdyby tak się działo, to obserwowalibyśmy spektakularne efekty w okolicach jakiejś masy pomiędzy masą atomu a masą pchły. Tymczasem nic takiego się nie dzieje.

Ja wyznaję wieloświatową interpretację Everetta. Według niej funkcja falowa jest obiektywna, nigdy nie kolapsuje a pozorny kolaps obserwujemy wtedy, kiedy my sami wchodzimy w superpozycję stanów. Nie zgadzam się z wszystkimi wnioskami tej interpretacji, np. uważam, że moja świadomość jest jedna i nie występuję w wielu egzemplarzach. Mimo to można zadać sobie kilka ciekawych pytań. Zastanawiał się np. ktoś z Was, jak się czuje kot Schroedingera? Jak wygląda opis świata z jego punktu widzenia? Interpretacja Everetta udziela odpowiedzi z najmniejszą ilością paradoksów.

Wracając do rozpraszania pasożytniczego - uważam, że cząstka biegnąca przez komorę pęcherzykową cały czas jest falą kwantową i wchodzi w superpozycję. Od czasu do czasu zderza się z cząstkami detektora i również wprowadza je w superpozycję. W końcu detektor oddziałuje na nas i sami stajemy się superpozycją, czyli w myśl interpretacji kopenhaskiej dokonujemy pomiaru. Ten ciągły pomiar jest właśnie "Bogiem", o którym wspomniano. Tą tezę można sprawdzić, regulując gęstość i rodzaj substancji wypełniającej komorę i patrząc, jak to wpływa na rozpraszanie.
Prepara tu palo en mano, que hay vienen los hombres malos.
Prepara tu palo hermano, que hay vienen los hombres malos.

Offline Wilk Stepowy

  • Starszy Gildii
  • *******
  • Wiadomości: 13 886
  • Total likes: 0
  • Płeć: Mężczyzna
  • wilk bez zębów
Odp: Mechanika kwantowa
« Odpowiedź #22 dnia: Wrzesień 14, 2009, 08:49:31 am »
Ja tylko zapytam o jedną z poruszonych kwestii (pytanie ignoranta)

Jako że pomiar wpływa na przedmiot badań (wiadomo - wchodzi w reakcje z 'przekaźnikami informacji' o nim) to czy nie dałoby się na podstawie badań w różnych środowiskach wyłapać błąd powodowany pomiarem i opisać "czystą" funkcję?

Offline Sajuuk'

  • Szafarz bracki
  • *****
  • Wiadomości: 3 019
  • Total likes: 0
  • Płeć: Mężczyzna
  • z'; DROP TABLE profile; --
    • sireliah.com
Odp: Mechanika kwantowa
« Odpowiedź #23 dnia: Wrzesień 14, 2009, 08:10:42 pm »
Cytat: Wilk Stepowy
Jako że pomiar wpływa na przedmiot badań (wiadomo - wchodzi w reakcje z 'przekaźnikami informacji' o nim) to czy nie dałoby się na podstawie badań w różnych środowiskach wyłapać błąd powodowany pomiarem i opisać "czystą" funkcję?

Hm, myślę, że nazywanie zaburzenia pomiaru błędem w tym przypadku jest niewłaściwe. Takie określenie sugeruje, że nasz problem wynika z niedoskonałości pomiaru a nie samych właściwości materii. Jeśli mierzymy jakieś dwie cechy ze sobą związane, np. wałkowane do bólu w czasopismach popularnych położenie cząstki i jej pęd, to wartość jednej z nich zostanie zaburzona w pewnej proporcji do dokładności badania drugiej. Poznamy na chwilę pęd, ale informacja o położeniu w tym czasie będzie losowa, tak jakby cząstka była rozsmarowana na dużej przestrzeni. Środowiska pomiaru nie mają tu nic do rzeczy, zasadniczo chodzi o fakt sprzężenia cech takich jak pęd i położenie, energia i czas.

Skoro o tym mowa, to warto wspomnieć też o innej istotnej sprawie, która zakłóci nam pomiar, tj. sprawności detektora. Detektor o sprawności 100% oczywiście nie występuje w świecie rzeczywistym, trzeba się zadowolić gorszymi. Więcej o tym u tego pana.

Cytat: haael
Heh, nie wiedziałem, że takie fajne dyskusje na GNP odchodzą.

Nie wiedziałem, że ktoś tu odpisał.  :eek:

Cytuj
Moim zdaniem taki pogląd jest nie do obrony. Po pierwsze - same "poziomy" energii czy czegoś tam są rozmyte i nie wiadomo, kiedy stan go przekroczy. Poza tym gdyby tak się działo, to obserwowalibyśmy spektakularne efekty w okolicach jakiejś masy pomiędzy masą atomu a masą pchły. Tymczasem nic takiego się nie dzieje.

W sumie dlaczego nie? Zjawiska natury kwantowej są obserwowane nie tylko przy pojedynczych cząstkach elementarnych, ale też w całych atomach, a nawet całych ich kompleksach. Inna sprawa, że nie śmiem podjąć rzeczowej dyskusji w tej materii (aczkolwiek miesiąc temu jeszcze bym argumentował) i rozstrzygnąć.  :sad:


Cytuj
Ja wyznaję wieloświatową interpretację Everetta.

Wiesz co? Wcale się nie dziwię, że świat naukowy tak długo marginalizuje tę teorię, to się w głowie nie mieści. Chyba na podobnej zasadzie co solipsyzm - teza jest tak rewolucyjna dla naszej kultury, naszego wyobrażenia o strukturze rzeczywistości, że nie sposób jej zaakceptować nawet pomimo niezłego wyjaśnienia problemów współczesnej fizyki. Takie rozszczepianie się funkcji falowej na wszystkie dostępne warianty i interferencję pomiędzy nimi trudno już przełknąć ze względu na olbrzymią ich ilość, ale poważniejszym problemem jest brak czegoś takiego jak obiektywny obserwator takiego wieloświata. W interpretacji kopenhaskiej obserwator wpływa na pomiar, ale nadal pozostaje tym samym obserwatorem. U Everetta dzieli się na tylu obserwatorów ile trzeba, więc badanie jest tak naprawdę iluzją badania.

Załóżmy, że badamy czy elektron jest w stanie wzbudzonym, czy nie. Podczas pomiaru (wzbudzony wypromieniuje kwant energii i przejdzie na niższą powłokę, nie wzbudzony nic nie zrobi) obserwator rozdwoi się tak, że jeden odpowie na pytanie twierdząco, a drugi przecząco. Okrutnie to bałamutne, poza tym nie do końca rozumiem dlaczego świadomość miała by pozostać jedna.
"Był to chłopak tak piękny, że nie musiał się nawet myć" - T. Konwicki, "Dziura w niebie"

Offline haael

  • Starszy Gildii
  • *******
  • Wiadomości: 10 000
  • Total likes: 2
  • Płeć: Mężczyzna
  • Polska polska nie ciapolska.
Odp: Mechanika kwantowa
« Odpowiedź #24 dnia: Wrzesień 25, 2009, 01:33:29 am »
Cytuj
W sumie dlaczego nie? Zjawiska natury kwantowej są obserwowane nie tylko przy pojedynczych cząstkach elementarnych, ale też w całych atomach, a nawet całych ich kompleksach
Ale w interpretacji "brzydkiego kaczątka" obiektywny kolaps funkcji falowej zachodzi powyżej masy cząsteczki. Bardzo dużo rzeczy się w takiej kolapsującej cząsteczce zmienia - temperatura, entropia itp. Nie obserwujemy tymczasem żadnych odstępstw od normalnych teorii w przedziale mas pomiędzy masą atomu a masą Plancka.

Cytuj
Wiesz co? Wcale się nie dziwię, że świat naukowy tak długo marginalizuje tę teorię, to się w głowie nie mieści.
Mechanika kwantowa i teoria względności cierpią na tą samą przypadłość - nadmiar mistycyzmu, co sprawia, że naukowcy boją się tymi teoriami zajmować.

Cytuj
ale poważniejszym problemem jest brak czegoś takiego jak obiektywny obserwator takiego wieloświata
Nie do końca. W dalszym ciągu da się przeprowadzić obiektywne badania.

Cytuj
Załóżmy, że badamy czy elektron jest w stanie wzbudzonym, czy nie. Podczas pomiaru (wzbudzony wypromieniuje kwant energii i przejdzie na niższą powłokę, nie wzbudzony nic nie zrobi) obserwator rozdwoi się tak, że jeden odpowie na pytanie twierdząco, a drugi przecząco.
Ale ci obserwatorzy będą mieli różne "prawdopodobieństwa", tzn. różne względne wartości funkcji falowej. Co więcej, później mogą się na siebie nałożyć. Nie jest więc tak, że zawsze możemy sobie ad hoc stworzyć obserwatora, który zarejestruje, co akurat nam się podoba. Prawa fizyki dalej obowiązują.

Cytuj
poza tym nie do końca rozumiem dlaczego świadomość miała by pozostać jedna
Bo nie należy do świata fizyki, hihihi. Mam oczywiście swoje uzasadnienie.
Prepara tu palo en mano, que hay vienen los hombres malos.
Prepara tu palo hermano, que hay vienen los hombres malos.

Offline Sajuuk'

  • Szafarz bracki
  • *****
  • Wiadomości: 3 019
  • Total likes: 0
  • Płeć: Mężczyzna
  • z'; DROP TABLE profile; --
    • sireliah.com
Odp: Mechanika kwantowa
« Odpowiedź #25 dnia: Wrzesień 25, 2009, 08:52:44 pm »
To dawaj, nikt tu nie zagląda, więc nie będzie hucpy, żeś mystyk i fylozof.  :)
"Był to chłopak tak piękny, że nie musiał się nawet myć" - T. Konwicki, "Dziura w niebie"

Offline haael

  • Starszy Gildii
  • *******
  • Wiadomości: 10 000
  • Total likes: 2
  • Płeć: Mężczyzna
  • Polska polska nie ciapolska.
Odp: Mechanika kwantowa
« Odpowiedź #26 dnia: Październik 04, 2009, 07:59:54 pm »
OK. Podstawowe założenie interpretacji Everetta to: kolaps funkcji falowej nigdy nie zachodzi. Świat jest kwantowy w każdej skali, od kwarków aż po gromady galaktyk. Od razu pojawia się problem: jak to nie ma kolapsu funkcji falowej, skoro widzimy, że jest? Ano ulegamy złudzeniu. Otóż obserwując jakieś zdarzenie kwantowe, my sami wchodzimy w superpozycję stanów. Gdybyśmy siedzieli na statku (i nie posiadali zmysłu równowagi) i patrzyli na fale, to moglibyśmy odnieść wrażenie, że całe morze podnosi się i opada. Tymczasem morze stoi na miejscu, to my wraz ze statkiem się poruszamy.

Nie należy interpretacji Everetta rozumieć tak, jak jest to przedstawiane w prasie - że z każdym zdarzeniem kwantowym świat rozpada się na dwa światy równoległe. Świat jest jeden niezmienny, to my się zmieniamy i występujemy w wielu kopiach.

Funkcja falowa Wszechświata może się ze sobą z powrotem "łączyć", tak samo, jak się rozdziela. Rozważmy eksperyment z lustrem półprzepuszczalnym. Foton przechodzi przez pierwsze lustro półprzepuszczalne, wchodzi w superpozycję, odbija się od zwykłych luster a następnie obie fale padają znów na lustro półprzepuszczalne. W tym momencie foton znów łączy się w jedną falę. My sami również możemy się "łączyć" i to jest moim zdaniem klucz do interpretacji "probabilistycznej" mechaniki kwantowej. Wiele ważnych zjawisk zachodzi dzięki łączeniu się fal, interpretacja kopenhaska w tym momencie daje kompletną plamę.

Interpretacja Everetta daje ładne wyjaśnienie wielu problemów, np. strzałki czasu i entropii czarnych dziur. We Wszechświecie bez kolapsu funkcji falowej obowiązuje tzw. twierdzenie Liouville'a, bardzo ładna zasada mówiąca w skrócie, że ilość informacji w przyrodzie jest stała. Twierdzenie to nie zachodzi ani w interpretacji kopenhaskiej ani w klasycznej teorii czarnych dziur. R. Penrose i S. Hawking robią coś, co nazywa się "sumowaniem po historiach" i daje im to sensowne wyniki. Uważam, że bez interpretacji Everetta nie dałoby się tego zrobić.

Jest jeszcze jedna rzecz. Jeżeli chodzi o duszę, świadomość, czy jak to nazwiemy, to po kartezjańsku wiem, że jest tylko jedna i nie wchodzi w superpozycje. Jako chrześcijanin wyznaję dualizm, tzn. dusza nie jest dla mnie częścią świata fizycznego. Nie wiem, na jakiej zasadzie dusza oddziałuje z materią. Kolejny problem z pogranicza teologii i fizyki, jak to ujęła Anna Maria Jopek:
Czasami myślę o prawdopodobnym świecie,
gdzie jednak się mijają ślady naszych stóp.
Co wtedy dzieje się z duszami naszych dzieci,
nim czyjaś inna miłość je zaprosi tu?

Jeżeli spotkanie dwóch osób różnych płci i spłodzenie dziecka ma być zdarzeniem kwantowym a wg. mojej religii Bóg stwarza duszę w momencie zapłodnienia, to czy mam konsekwentnie przyjąć, że Bóg wchodzi w superpozycję stanów i w jednym z nich stwarza duszę a w drugim nie? Na chwilę obecną przyjmuję hipotezę, że świat jest "raczej jeden", a jego poszczególne superpozycje się od siebie za bardzo nie oddalają. Trochę jak powierzchnia oceanu - faluje, ale w dużej skali można określić poziom morza. Sam nie jestem do końca zadowolony z tego wytłumaczenia.

Interpretacja Everetta wydaje mi się najlepszą z istniejących. Może jest mało intuicyjna i burzy nasze wyobrażenia o świecie, ale w końcu która teoria fizyczna tego nie robi? Nie znalazłem jeszcze żadnego paradoksu fizycznego, którego interpretacja Everetta by nie wyjaśniła. Nieco mniej wesołym faktem jest, że nie znalazłem także żadnego eksperymentu, który mógłby ją potwierdzić lub obalić, nie licząc takich rzeczy, jak "samobójstwo kwantowe". Rozpraszanie pasożytnicze, o którym pisałeś, jest dobrym kandydatem na taki eksperyment, chociaż wieszczę, że zwykłe interpretacje wciąż będą miały tu coś do powiedzenia.
« Ostatnia zmiana: Październik 04, 2009, 08:09:43 pm wysłana przez haael »
Prepara tu palo en mano, que hay vienen los hombres malos.
Prepara tu palo hermano, que hay vienen los hombres malos.

Offline Ijon Tichy

  • Słynny gwiazdokrążca.
  • Moderatorzy
  • Radca bracki
  • *
  • Wiadomości: 3 729
  • Total likes: 0
  • Płeć: Mężczyzna
Odp: Mechanika kwantowa
« Odpowiedź #27 dnia: Październik 12, 2009, 12:23:02 pm »
Skończyłem własnie czytać "Na skróty przez czas" G. Johnsona. (Podstawy o kompach kwantowych- ale nie polecam dla kogoś kto coś o teorii kwantowej wie: w tej książce wszystko jest "dziwne", "magiczne", "niedające się wyobrazić", autor na siłę szuka jakichś analogii, które jednak mogą boleć kogoś trochę obeznanego w temacie.)

Teraz mi się pojawia takie pytanie: czy uda się zbudować komputer kwantowy bez znalezienia interpretacji mechaniki kwantowej?
Niby próby / eksperymenty pomagają w zdobywaniu wiedzy itd, ale (jak widać np w tym temacie) interpretacji nie ma.
Uśmiechaj się, zawsze! ;)

Offline haael

  • Starszy Gildii
  • *******
  • Wiadomości: 10 000
  • Total likes: 2
  • Płeć: Mężczyzna
  • Polska polska nie ciapolska.
Odp: Mechanika kwantowa
« Odpowiedź #28 dnia: Październik 30, 2010, 11:07:21 pm »
Dowiedziałem się niedawno o jednej ciekawej rzeczy, mianowicie o tzw. efekcie Zenona.

Nazwa pochodzi od niejakiego Zenona z Elei. Według dzisiejszej terminologii był on solipsytą, ale wsławił się tym, że głosił nieistnienie świata. Tak, świat według niego nie istniał, na co dowodem miała być jego wewnętrzna sprzeczność.

Jeden z najsłynniejszych paradoksów Zenona to paradoks żółwia i Achillesa. Achilles goni żółwia. Musi najpierw przebyć połowę odległości między swoją aktualną pozycją a żółwiem, potem połowę odległości, która pozostała, potem połowę kolejnej odległości i tak w nieskończoność. Czyli ma do przebycia nieskończony ciąg odcinków. Dzisiaj znamy pojęcie granicy, zbieżności i sumy szeregu, więc wiemy, że nieskończony ciąg odcinków może się sumować do skończonego odcinka, ale matematyka grecka w tamtym okresie nie umiała sobie z tym poradzić, więc był to dla nich paradoks.

Inny paradoks, który nas w tym momencie interesuje, to paradoks strzały. Mamy strzałę w ruchu. Jeżeli jednak spojrzymy na nią w dowolnym pojedynczym momencie, to zobaczymy po prostu strzałę w jednym miejscu, bez ruchu. Zatem strzała w ruchu składa się z nieskończenie wielu strzał bez ruchu, co jest paradoksem. Dzisiaj tłumaczymy to rachunkiem różniczkowym. Dwie funkcje mogą mieć w danym punkcie tą samą wartość, ale różne pochodne, a paradoks strzały zakłada, że wartość w punkcie determinuje pochodną w punkcie. Ale to nie jest ważne.

Ważny jest pewien efekt, który przewidzieli i zaobserwowali fizycy od mechaniki kwantowej.
Załóżmy, że mamy pewien stan kwantowy, który może się zmieniać, np. neutron, który może się rozpaść na proton, elektron i neutrino, albo cząstkę tunelującą przez barierę potencjału. Z matematycznego punktu widzenia, stan taki przechodzi tzw. ewolucję unitarną, czyli jest superpozycją dwóch stanów czystych, które zmieniają swoją względną proporcję. Pozostając przy przykładzie neutronu: powiedzmy, że istnieje neutron "czysty" nc i neutron "rozpadnięty", czyli proton, elektron i neutrino: peν. Teraz neutron "fizyczny" jest superpozycją tych stanów. Na początku mamy po prostu neutron, który na pewno jest w całości:

n = 100% · nc + 0% · peν

Po jakimś czasie istnieje pewne prawdopodobieństwo, że neutron się rozpadnie, powiedzmy 20%.

n = 80% · nc + 20% · peν

Po okresie połowicznego zaniku będzie 50% szans, że neutron się rozpadnie, czyli nasz stan neutronu będzie w połowie składał się z neutronu "czystego" i w połowie z układu proton, elektron, neutrino.

n = 50% · nc + 50% · peν

W miarę upływu czasu, będzie coraz mniej neutronu w neutronie a coraz więcej produktów rozpadu. W teorii jednak "ilość neutronu" nigdy nie spadnie do zera, ponieważ istnieje pewna marginalna szansa, że proton, elektron i neutrino zderzą się i znów utworzą neutron. Liczby te ustawią się więc w jakimś stanie stabilnym albo nawet będą oscylować - zależy od warunków.

No dobrze, ale wszystkie dzieci wiedzą, że w momencie obserwacji następuje kolaps funkcji falowej. To znaczy, że jeżeli spróbujemy popatrzeć powiedzmy na stan:

n = 99% · nc + 1% · peν

i przekonać się, czy neutron naprawdę się rozpadł, to w następnej chwili po obserwacji nasza superpozycja zniknie i zamiast tego otrzymamy
n = 100% · nc + 0% · peν (z prawdopodobieństwem 99%)
lub
n = 0% · nc + 100% · peν (z prawdopodobieństwem 1%).

OK, czyli jeżeli będziemy co chwilę obserwować neutron, który jest bliski "czystemu" stanowi, to co chwilę jego funkcja falowa będzie wracać do tego czystego stanu i nigdy nie będzie się mogła wejść w "porządną" superpozycję. Ale to oznacza, że neutron pod ciągłą obserwacją nigdy się nie rozpadnie!

Właśnie takie jest sformułowanie kwantowego efektu Zenona: cząstka ciągle obserwowana nigdy nie zmieni stanu. Idąc dalej, cząstka obserwowana co chwilę w pewnych odstępach, będzie zmieniać stan wolniej, niż nieobserwowana.

Taki eksperyment fizycy przeprowadzili i dał właśnie takie efekty. Zamknięto trochę jonów w pułapce magnetycznej, wzbudzono je promieniowaniem gamma i jednocześnie obserwowano fotonami światła, czy nie opuszczają stanu wzbudzenia. Okazało się, że kiedy nikt ich nie podgląda, to normalnie opuszczają stan wzbudzony. Natomiast kiedy co chwilę ktoś na nie patrzył, to żyły jako wzbudzone o wiele dłużej i nie miały śmiałości, żeby się poruszyć.

Ktoś może powiedzieć: OK, być może to oddziaływanie z fotonami użytymi do obserwacji daje taki efekt. Okazuje się, że nie, bo gdyby rozważyć tylko ewolucję unitarną, to fotony obserwujące powinny przyspieszyć rozpad jonów. To zjawisko nosi nazwę odwrotnego efektu Zenona i również było mierzone. Wygląda jednak na to, że sam fakt obserwacji przez człowieka powoduje zmianę funkcji falowej. Mamy więc pogwałcenie ewolucji unitarnej i wyraźną granicę między mechaniką kwantową i klasyczną.

Efekt Zenona pozwoli nam być może sfalsyfikować niektóre z interpretacji mechaniki kwantowej. W niektórych z nich bowiem on występuje a w niektórych nie. Powoli więc wkraczamy w erę, kiedy będziemy eksperymentalnie weryfikować, czy lepsza jest szkoła kopenhaska, interpretacja wielu światów, czy teoria de Broglie i Bohma.
Prepara tu palo en mano, que hay vienen los hombres malos.
Prepara tu palo hermano, que hay vienen los hombres malos.

Offline Ijon Tichy

  • Słynny gwiazdokrążca.
  • Moderatorzy
  • Radca bracki
  • *
  • Wiadomości: 3 729
  • Total likes: 0
  • Płeć: Mężczyzna
Odp: Mechanika kwantowa
« Odpowiedź #29 dnia: Październik 31, 2010, 10:17:09 am »
No to chyba dobrze- eksperyment podstawą nauki.
Te kwanty to ciekawe- jeszcze nie dawno powaznie myślałęm próbie wkręcenia się w to i walki na tym froncie o wiedzę o świecie. Ale im więcej wiem to tym bardziej wydaje mi się że to nie front dla mnie. A już zwłaszcza jak tydzień temu byłem na wykładzie prof. W. Ducha z mojego wydziału. Więc o postępach na kwantowym froncie jednak będę czytał.
Uśmiechaj się, zawsze! ;)