Książki

FAQFAQ  SzukajSzukaj  UżytkownicyUżytkownicy  GrupyGrupy
RejestracjaRejestracja  ZalogujZaloguj

Odpowiedz do tematu
Poprzedni temat :: Następny temat
Fizyka kwantowa
Autor Wiadomość
Jaskier 


Posty: 651
Wysłany: 2013-08-29, 14:21   Fizyka kwantowa

Z racji tego, że w moim otoczeniu brak osób z którymi mógłbym podjąć jakąkolwiek polemikę na powyższy temat, mam nadzieje, że znajdę tutaj kogoś z kim mógłbym wymienić kilka zdań.

To, że mechanika kwantowa jest dziwna wiemy nie od dziś, jednak problemem przynajmniej dla mnie, jest dokładne zdefiniowanie tego z czego owa dziwność wynika.

Mój tok myślenia i publikacje z którymi przyszło mi się zetknąć podpowiadają mi, że podczas pomiaru obiektu kwantowego ten oddziałuje z urządzeniem, co skutkuje kolapsem funkcji falowej i nagłym zdeterminowaniem zmiennych dozwolonych przez zasadę nieoznaczoności Heisenberg'a np. położenie.

Dla mnie wcześniej wspomniana nieintuicyjność, czy też dziwność mechaniki kwantowej polega na tym, że nie wiemy w jaki sposób obiekt kwantowy wyjściowo reprezentowany bądź co bądź przez falę możliwych położeń nagle znajduje się w danym miejscu, a nie innym rządzony jedynie zasadą prawdopodobieństwa.
Nawet jeśli to tylko foton detektora powoduje zaburzenie tego kwantowego układu wyjściowego i tak mechanika kwantowa pozostaje czymś dziwnym, ponieważ nie umiemy opisać tego oddziaływania.

Zakładając, że ten nieszczęsny foton w fizyce klasycznej jest reprezentowany przez kulę bilardową, moglibyśmy bez większych problemów opisać matematycznie przykładowo zderzenie obu kul bilardowych przewidując ich położenie nawet przed zajściem oddziaływania pomiędzy kulami. Takie działanie jest niewykonalne w świecie rzędu stałej Plancka i to uważam za może nie tyle dziwnosć, co największą lukę współczesnej nauki.

Być może to pytanie jest nieco naiwne, ale czy w akcie pomiaru podczas eksperymentu Young'a dla pojedyńczego fotonu/elektronu rzeczywiście chodzi o sam fakt pomiaru, czy o oddziaływanie z fotonem? Na wikipedii można przeczytać: ''An important aspect of the concept of measurement has been clarified in some QM experiments where a single electron proved sufficient as an "observer" — there is no need for a conscious "observer". Jednak nie wiem czy w tym przypadku można uznać wikipedię za rzetelne źródło informacji.

Jeśli chodzi o oddziaływanie z fotonem, to czy to oznacza, że gdybyśmy mieli jakąś hipotetyczną możliwość wykonania pomiaru nie używając do tego celu fotonów, funkcja falowa nie uległaby kolapsowi podczas pomiaru?
_________________
''Imagination will often carry us to worlds that never were. But without it we go nowhere''
 
 
utrivv 
Roztargniony mag


Posty: 5556
Skąd: Z kapusty
Wysłany: 2013-08-30, 07:41   Re: Fizyka kwantowa

Jaskier napisał/a:

Nawet jeśli to tylko foton detektora powoduje zaburzenie tego kwantowego układu wyjściowego i tak mechanika kwantowa pozostaje czymś dziwnym, ponieważ nie umiemy opisać tego oddziaływania.
Przeciwnie, opisać możemy jedynie zrozumienie "jak to się dzieje" nam się wymyka.
Jaskier napisał/a:

Zakładając, że ten nieszczęsny foton w fizyce klasycznej jest reprezentowany przez kulę bilardową, moglibyśmy bez większych problemów opisać matematycznie przykładowo zderzenie obu kul bilardowych przewidując ich położenie nawet przed zajściem oddziaływania pomiędzy kulami. Takie działanie jest niewykonalne w świecie rzędu stałej Plancka
Więc jak według ciebie przewiduje się takie zdarzenia? Na czym wg ciebie polegają eksperymenty w CERN?
Model "kulkowy" bardzo dobrze się sprawdza.
Fizyka kwantowa jest doskonale opisana matematycznie i to naprawdę działa natomiast trudno wyciągać z tego wnioski jak "naprawdę" wygląda cząstka elementarna.
_________________
Sens nie jest aprioryczną strukturą obecności, lecz ruchem rozplenienia, efektem gry różnicy i powtórzenia //utrivv

Ł napisał/a:

wydrukowałem sobie ten wpis, złożyłem kartkę 8 razy i włożyłem do kieszeni mokrej koszuli. Wyschła od razu. I kota który leżał obok niej też zmumifikowało.


Próbuj. Przegrywaj. Nieważne. Próbuj po raz kolejny. Przegrywaj po raz kolejny. Przegrywaj lepiej
 
 
Jaskier 


Posty: 651
Wysłany: 2013-08-30, 09:51   

utrivv napisał/a:
Przeciwnie, opisać możemy jedynie zrozumienie "jak to się dzieje" nam się wymyka.


Potrafimy opisać jedynie skutek tego oddziaływania na gruncie prawdopodobieństwa wykonując wiele pomiarów. Podczas pomiaru pojedyńczego obiektu kwantowego tylko raz, poznajemy jedynie położenie cząstki kompletnie tracąc jakiekolwiek informacje o torze i vice versa, co z resztą wynika z zasady nieoznaczoności Heisenberg'a.

utrivv napisał/a:
Więc jak według ciebie przewiduje się takie zdarzenia? Na czym wg ciebie polegają eksperymenty w CERN?


Nie mam dostatecznej wiedzy o tym w jaki sposób dokonuje się pomiarów w CERN.
Mogę jedynie domniemywać, że w przypadku kiedy wchodzi w grę pomiar takich oddziaływań pomiędzy dwoma pojedyńczymi obiektami kwantowymi, należałoby wykonać określoną liczbę eksperymentów, żeby poznać jaki jest rozkład prawdopodobieństwa.

Konia z rzedem temu, kto potrafiłby przewidzieć przed pomiarem np elektronu w którym miejscu ze stu procentową pewnością ten się znajdzie. Mam tutaj na myśli pojedyńcze zdarzenie w tylko jednym eksperymencie. Mechanika kwantowa działa świetnie i jest wykorzystywana z powodzeniem w wielu współczesnych urządzeniach, co nie zmienia faktu, że nie rozumiemy jej u podstaw. Świetnie operujemy równaniami Schrodinger'a dla ''chmury'' obiektów kwantowych, co znajduje zastosowanie np. w dyskretnej elektronice.

Jednak wciąż nie jesteśmy w stanie określić, w jaki sposób pojedyńczy elektron zaraz po dokonaniu na nim pomiaru, nagle wyrywany ze stanu superpozycji znajduje się w danym miejscu. Domyślamy się, że podczas pomiaru fala prawdopodobieństw która go reprezentowała mogła zderzyć się z fotonem potrzebnym do obserwacji (analogia kul bilardowych) jednak nie wiemy w jaki sposób ten się potoczył jeśli w ogóle coś takiego miało miejsce, albo dlaczego nastapiła ''materializacja'' cząstki w danym miejscu przestrzeni.

Dopiero po dokonaniu wielu pomiarów możemy stwierdzić to, że z prawdopodobieństwem np. 70% znajdzie się tam gdzie funkcja falowa przybiera taką wartość. Współczesna nauka opierając się na interpretacji kopenhaskiej zakłada, że po prostu natura rzeczywistości jest taka probabilistyczna. Z czym zresztą bardzo mocno nie mógł pogodzić się Einstein patrz paradoks EPR etc.

utrivv napisał/a:
jak "naprawdę" wygląda cząstka elementarna.


To prawda. Wiemy jedynie, ze przed dokonaniem pomiaru owa cząstka jest w stanie superpozycji, co oznacza, że hipotetycznie może znaleźć się wszędzie.
Natomiast po wykonaniu pomiaru cząstka staje się cząstką.
_________________
''Imagination will often carry us to worlds that never were. But without it we go nowhere''
  
 
 
utrivv 
Roztargniony mag


Posty: 5556
Skąd: Z kapusty
Wysłany: 2013-08-30, 10:27   

Jaskier napisał/a:
utrivv napisał/a:
Przeciwnie, opisać możemy jedynie zrozumienie "jak to się dzieje" nam się wymyka.


Potrafimy opisać jedynie skutek tego oddziaływania na gruncie prawdopodobieństwa wykonując wiele pomiarów. Podczas pomiaru pojedyńczego obiektu kwantowego tylko raz, poznajemy jedynie położenie cząstki kompletnie tracąc jakiekolwiek informacje o torze i vice versa, co z resztą wynika z zasady nieoznaczoności Heisenberg'a.

Powtarzam, fizyka kwantowa jest doskonale opisana matematycznie, wbrew pozorom to ze światem makro mamy problemy, jak zapewne wiesz układ 3 ciał jest matematycznie nierozwiązywalny więc wszelkie obliczenia np. położenia Marsa czy Plutona polegają na numerycznym przybliżaniu.
Na studiach profesorowie wybili mi z głowy by opis matematyczny cząstek elementarnych traktować jak rzeczywistość, już bardziej "prawdziwe" są struny.
_________________
Sens nie jest aprioryczną strukturą obecności, lecz ruchem rozplenienia, efektem gry różnicy i powtórzenia //utrivv

Ł napisał/a:

wydrukowałem sobie ten wpis, złożyłem kartkę 8 razy i włożyłem do kieszeni mokrej koszuli. Wyschła od razu. I kota który leżał obok niej też zmumifikowało.


Próbuj. Przegrywaj. Nieważne. Próbuj po raz kolejny. Przegrywaj po raz kolejny. Przegrywaj lepiej
 
 
Jaskier 


Posty: 651
Wysłany: 2013-08-30, 10:36   

utrivv napisał/a:
Powtarzam, fizyka kwantowa jest doskonale opisana matematycznie


Jak powiedział Feynman w nawiązaniu do zasad fizyki kwantowej: ''Shut up and calculate''
Naturalnie w pewien sposób również się z tym godzę.

Niemniej jednak, ten obszar nauki ciągle pozostaje ciekawym i aktywnym polem badań.
_________________
''Imagination will often carry us to worlds that never were. But without it we go nowhere''
 
 
MORT
in emergency brea...


Posty: 1905
Wysłany: 2013-08-30, 12:15   

Kiedyś trafiłem na artykuł o jakiejś pracy matematycznej (więc na razie teoria, nie praktyka), kt. ponoć udowadniała, że nieoznaczoność Heisenberga jest omijalna, pod warunkiem splątania zdaje się czterech fotonów[?], choć nie pamiętam, czy to były jedyne warunki. Jestem jedynie w stanie powtórzyć te wnioski - nie mam pojęcia o słuszności samej pracy i jej założeń. Mogę poszukać. Później też czasem natrafiałem na artykuły sugerujące np. prawdopodobną możliwość zmniejszenia błędu nieoznaczoności.

Historyczno-literacki wtręt:
Pogląd o potrzebie istnienia świadomości do kolapsu funkcji falowej - poprawcie jeśli się mylę - pochodzi z początków istnienia fizyki kwantowej, gdzie podejście mistyczne do świata miało się jeszcze bardzo dobrze w świecie nauki, ale pogląd ten jest już wykluczony (przynajmniej jako konieczność). Przyzwyczajenie do tego zapewniło mi pewną dozę irytacji podczas lektury Odtrutki na optymizm Wattsa, gdzie w dwóch opowiadaniach przyczepił się do tej starej, teraz już właściwie new-age'owej interpretacji. Z drugiej strony, taka interpretacja ma chyba największy potencjał literacki dla fantastyki.
 
 
Jaskier 


Posty: 651
Wysłany: 2013-08-30, 12:44   

MORT napisał/a:
Później też czasem natrafiałem na artykuły sugerujące np. prawdopodobną możliwość zmniejszenia błędu nieoznaczoności.


Operowanie długościami fal w przypadku światła którym oświtetlamy badany obiekt kwantowy daje pewien manewr, który zmniejsza, bądź zwiększa błąd. Wystarczy spojrzeć na równanie nieoznaczoności, żeby dojść do wniosku, że ta doprowadza do stopniowego rozmywania dokładności jednego parametru, kiedy naciskamy na bardziej dokładne poznanie tego co stoi po drugiej stronie.
Wydaje mi się, że problemem nie jest błąd, ale konkretny brak możliwości określenia danej wartości na tyle dokładnie, żeby ta dokładnośc pozwoliła nam na obserwację.


MORT napisał/a:
Pogląd o potrzebie istnienia świadomości do kolapsu funkcji falowej..., ale pogląd ten jest już wykluczony (przynajmniej jako konieczność)


Dokładnie. Spotkałem się kilkakrotnie w różnych publikacjach ze stwierdzeniem, że współcześnie, nawet eksperymentalnie wykluczono element świadomości obserwatora jako konieczność. Niestety nie natrafiłem jeszcze na opis ani matematyczny, ani eksperymentalny owego dowodu, a przyznaje, że bardzo chętnie bym się z nim zapoznał.

Podobno obecnie twierdzi się, że do zaburzenia wyjściowego stanu kwantowego wystarczy interakcja z dostatecznie dużym obiektem makroświata jak np. detektor fotonowy. Tylko, że tego typu stwierdzenie rodzi bardzo wiele nowych dosyć daleko idących implikacji logicznych. Krótko mówiać im dalej w las tym ciemniej.

Uwielbiam książki Watts'a. Odtrutki na optymizm jeszcze nie czytałem, ale zaraz złożę zamówienie.

Edit:
Natrafiłem na ciekawy artykuł, może ktoś będzie zainteresowany:
http://physicsworld.com/c...-counts-photons
_________________
''Imagination will often carry us to worlds that never were. But without it we go nowhere''
 
 
Wyświetl posty z ostatnich:   
Odpowiedz do tematu
Nie możesz pisać nowych tematów
Nie możesz odpowiadać w tematach
Nie możesz zmieniać swoich postów
Nie możesz usuwać swoich postów
Nie możesz głosować w ankietach
Nie możesz załączać plików na tym forum
Możesz ściągać załączniki na tym forum
Dodaj temat do Ulubionych
Wersja do druku

Skocz do:  


Powered by phpBB modified by Przemo © 2003 phpBB Group

Nasze bannery

Współpracujemy:
[ Wydawnictwo MAG | Wydawnictwo Solaris | Katedra | Geniusze fantastyki | Nagroda im. Żuławskiego ]

Zaprzyjaźnione strony:
[ Fahrenheit451 | FantastaPL | Neil Gaiman blog | Ogień i Lód | Qfant ]

Strona wygenerowana w 0,11 sekundy. Zapytań do SQL: 12