AstroVox :: Επισκόπηση Θ.Ενότητας - Kβαντομηχανική: Το φως είναι σωματίδιο ή κύμα;
Κεντρική σελίδα του AstroVox AstroVox
Η ερασιτεχνική αστρονομία στην Ελλάδα
 
 Κεντρική ΣελίδαΚεντρική Σελίδα   FAQFAQ   ΑναζήτησηΑναζήτηση   Κατάλογος ΜελώνΚατάλογος Μελών    ΑστροφωτογραφίεςΑστροφωτογραφίες   ΕγγραφήΕγγραφή 
  ForumForum  ΑστροημερολόγιοΑστροημερολόγιο  ΠροφίλΠροφίλ   ΑλληλογραφίαΑλληλογραφία   ΣύνδεσηΣύνδεση 

Αστροημερολόγιο 
Kβαντομηχανική: Το φως είναι σωματίδιο ή κύμα;

 
Δημοσίευση νέας  Θ.Ενότητας   Απάντηση στη Θ.Ενότητα    AstroVox Forum Αρχική σελίδα -> Αστρο-ειδήσεις
Επισκόπηση προηγούμενης Θ.Ενότητας :: Επισκόπηση επόμενης Θ.Ενότητας  
Συγγραφέας Μήνυμα
Δροσος ΓεωργιοςOffline
Εξωγήινος
Άβαταρ

Ένταξη: 22 Οκτ 2007
Σύνολο δημοσιεύσεων: 5605
Τόπος: Αθήνα-Ηλιούπολη
Φύλο: Ανδρας
ΔημοσίευσηΔημοσιεύθηκε: 27/06/2011, ημέρα Δευτέρα και ώρα 10:37    Θέμα δημοσίευσης: Kβαντομηχανική: Το φως είναι σωματίδιο ή κύμα; Απάντηση με παράθεση αυτού του μηνύματος

1η παραξενιά της κβαντομηχανικής: Το φως είναι σωματίδιο ή κύμα; Cheesy Grin
Το παλαιότερο και μεγαλύτερο από τα κβαντικά μυστήρια αφορά ένα ζήτημα που έχει απασχολήσει τα μεγαλύτερα μυαλά, τουλάχιστον από την εποχή του αρχαίου Έλληνα φιλοσόφου Ευκλείδη: από τι αποτελείται το φως; Στην ιστορία έχει ανατραπεί πολλές φορές η απάντηση για αυτό το θέμα.
Ο Ισαάκ Νεύτων σκέφτηκε ότι το φως ήταν μικροσκοπικά σωματίδια, που όμως καμιά σχέση δεν είχαν με τα σημερινά φωτόνια. Όλοι οι σύγχρονοί του δεν εντυπωσιάστηκαν και στο κλασικό πείραμα κατά τις αρχές της δεκαετίας του 1800 ο Thomas Young έδειξε πώς συμπεριφέρεται μια ακτίνα του φωτός, καθώς περνάει μέσα από δύο στενές σχισμές τοποθετημένες κοντά η μία με την άλλη. Παράγοντας έτσι ένα μοτίβο συμβολής σε μια οθόνη πίσω ακριβώς τις σχισμές σαν να ήταν το φως κύμα.
Έτσι λοιπόν τι είναι το φως, σωματίδιο ή κύμα; Η κβαντομηχανική, που καθιέρωσε τη φήμη της μέσα σε εικονομαχίες, έδωσε σύντομα απάντηση αφού ήρθε στο προσκήνιο της επιστήμης στις αρχές του 20ου αιώνα.
Το φως είναι τόσο σωματίδιο όσο και κύμα.
Εν συνεχεία βρέθηκε πως ένα απλό κινούμενο σωματίδιο, όπως ένα ηλεκτρόνιο, μπορεί να διαθλάται και να συμβάλει με τον εαυτό του, σαν να ήταν κύμα και σωματίδιο ταυτόχρονα, και είτε το πιστεύετε είτε όχι, ένα αντικείμενο μεγάλο όσο κι ένα αυτοκίνητο έχει χαρακτηριστικά κύματος, καθώς κινείται κατά μήκος του δρόμου.
Αυτή η αποκάλυψη ήρθε με την υποβολή της διδακτορικής διατριβής του πρωτοπόρου της κβαντικής φυσικής Louis de Broglie το 1924. Αυτός έδειξε ότι περιγράφοντας τα κινούμενα σωματίδια σαν κύματα, θα μπορούσε να εξηγήσει γιατί αυτά είχαν διακριτά, κβαντισμένα επίπεδα ενέργειας και όχι συνεχή, όπως προβλέπεται από την κλασσική φυσική.
Ο De Broglie κατ’αρχήν υπέθεσε ότι αυτό ήταν απλά μια μαθηματική αφαίρεση, αλλά η δυαδικότητα κύματος-σωματιδίου φαίνεται να ήταν πραγματικό πέρα ως πέρας.
Το κλασικό πείραμα συμβολής του Young έχει αναπαραχθεί όχι μόνο με φως αλλά και με ηλεκτρόνια και τα κάθε λογής άλλα σωματίδια. Δεν το έχουμε ακόμη καταφέρει με ένα κινούμενο αυτοκίνητο, που σύμφωνα με τη σχέση De Broglie το μήκος κύματος του είναι περίπου 10-38 μέτρα, γιατί για να το κάνουμε να συμπεριφέρεται σαν κύμα (κάνοντας συμβολή ή διάθλαση) θα σημαίνει να δημιουργηθούν σχισμές σε τέτοια κλίμακα, που είναι πέρα ​​από τις δυνατότητες της μηχανικής μας.
Το πείραμα αυτό έχει γίνει όμως με ένα φουλερένιο (buckyball) – ένα μόριο από 60 άτομα άνθρακα σε σχήμα μιας μπάλας που, με περίπου διάμετρο ενός νανομέτρου, είναι αρκετά μεγάλο για να το δούμε κάτω από ένα μικροσκόπιο.
Μόνο που μας αφήνει ένα θεμελιώδες ερώτημα: πώς μπορούν τα πράγματα να είναι κύματα και σωματίδια κατά την ίδια στιγμή;
Ίσως επειδή δεν είναι τίποτα από αυτά τα δύο,
λέει ο Markus Arndt του Πανεπιστημίου της Βιέννης, ο οποίος έκανε τα πειράματα με φουλερένια το 1999.
Αυτό που εμείς ονομάζουμε ηλεκτρόνια ή φουλερένιο μπορεί στο τέλος τέλος, να μην είναι τίποτα παραπάνω παρά ένα κλικ σε έναν ανιχνευτή, ή στο μυαλό μας, όταν τα φωτόνια χτυπήσουν τον αμφιβληστροειδή μας.
"Κύματα και σωματίδια είναι στη συνέχεια απλά κατασκευάσματα του νου μας για τη διευκόλυνση της καθημερινής κουβέντας”,
συμπληρώνει ο Markus Arndt. d'oh! d'oh! d'oh!



double_slit_experiment.jpg
 Περιγραφή:
 Μέγεθος αρχείου:  34.62 KB
 Διαβάστηκε:  89 φορές

double_slit_experiment.jpg



buckyb2.gif
 Περιγραφή:
 Μέγεθος αρχείου:  41.01 KB
 Διαβάστηκε:  94 φορές

buckyb2.gif


Επιστροφή στην κορυφή
View user's profile 
Δροσος ΓεωργιοςOffline
Εξωγήινος
Άβαταρ

Ένταξη: 22 Οκτ 2007
Σύνολο δημοσιεύσεων: 5605
Τόπος: Αθήνα-Ηλιούπολη
Φύλο: Ανδρας
ΔημοσίευσηΔημοσιεύθηκε: 30/06/2011, ημέρα Πέμπτη και ώρα 11:20    Θέμα δημοσίευσης: Απάντηση με παράθεση αυτού του μηνύματος

2η παραξενιά της κβαντομηχανικής: Το κβαντικό φαινόμενο Άμλετ. Cheesy Grin
Το κβαντικό φαινόμενο Άμλετ λέει ότι ένα δοχείο που παρακολουθείται δεν βράζει. Βεβαίως οπλισμένοι με την κοινή λογική και ξέροντας την κλασική φυσική μπορεί να αμφισβητήσετε αυτή την δήλωση της κβαντικής φυσικής. Η κβαντική φυσική όμως δεν την αμφισβητεί.
Με την κβαντική παρακολούθηση το υγρό στο δοχείο αρνείται να βράσει. Μερικές φορές σε άλλες χρονικές στιγμές, βράζουν γρηγορότερα.
Σε άλλες πάλι φορές, η παρατήρηση φέρνει ένα υπαρξιακό δίλημμα αν πρέπει να βράσει ή όχι. Αυτή η τρέλα είναι μια λογική συνέπεια της εξίσωσης του Schrodinger, που έφτιαξε ο Αυστριακός φυσικός Έρβιν Σρέντιγκερ το 1926 για να περιγράψει το πώς τα κβαντικά αντικείμενα εξελίσσονται πιθανοκρατικά με την πάροδο του χρόνου.
Φανταστείτε , για παράδειγμα, τη διεξαγωγή ενός πειράματος με ένα αρχικά αδιάσπαστο ραδιενεργό άτομο σε ένα κουτί. Σύμφωνα με την εξίσωση του Schrodinger, ανά πάσα στιγμή μετά την εκκίνηση του πειράματος το άτομο υπάρχει σε ένα μείγμα, ή σε μια "υπέρθεση" όπως λένε οι φυσικοί, σε διάσπαση και αδιάσπαστο συγχρόνως. Κάθε κατάσταση έχει μια πιθανότητα να συμβεί η οποία βρίσκεται μέσα σε μια μαθηματική περιγραφή, τη γνωστή κυματοσυνάρτηση.
Με την πάροδο του χρόνου, εφ ‘όσον δεν κοιτάζουμε το άτομο, η κυματοσυνάρτηση εξελίσσεται και η πιθανότητα να διασπαστεί το άτομο αυξάνεται με αργό ρυθμό. Μόλις το κοιτάξουμε, το άτομο επιλέγει – κατά τρόπο σύμφωνο με τις πιθανότητες της κυματοσυνάρτησης – μια κατάσταση που μας αποκαλύπτεται, ενώ η κυματοσυνάρτηση "καταρρέει" σε μια μοναδική κατάσταση.
Αυτή είναι η εικόνα που γέννησε την περίφημη γάτα του Schrodinger. Ας υποθέσουμε ότι η ραδιενεργός διάσπαση του ατόμου ενεργοποιεί το σπάσιμο ενός φιαλιδίου που περιέχει δηλητηριώδη αέρια, ενώ μια γάτα είναι μέσα στο ίδιο κουτί με το άτομο και το φιαλίδιο. Είναι η γάτα και νεκρή και ζωντανή όσο δεν ξέρουμε αν η διάσπαση έχει συμβεί; Δεν το ξέρουμε.
Το μόνο που ξέρουμε είναι ότι πειράματα με ολοένα μεγαλύτερα αντικείμενα – πρόσφατα έγινε με μια μεταλλική ταινία σε συντονισμό, αρκετά μεγάλη για να την δούμε κάτω από ένα μικροσκόπιο – φαίνεται να δείχνουν ότι πραγματικά μπορεί να προκληθούν δύο καταστάσεις ταυτόχρονα.
Το πιο περίεργο πράγμα σε όλα αυτά είναι τι θα συμβεί μόλις εξετάσουμε το αντικείμενο. Πάρτε για παράδειγμα το εν διασπάσει άτομο: παρατηρώντας το και βρίσκοντας το αδιάσπαστο, επαναφέρεται το σύστημα σε μια οριστική κατάσταση και η εξίσωση του Schrodinger για την εξέλιξη της διάσπασης, πρέπει να ξεκινήσει πάλι από το μηδέν.
Το συμπέρασμα είναι ότι εάν κάνετε αρκετά συχνά μετρήσεις, το σύστημα δεν θα μπορέσει ποτέ να διασπαστεί.
Η δυνατότητα αυτή ονομάστηκε κβαντικο φαινόμενο Ζήνων, από τον Ελεάτη φιλόσοφο Ζήνωνα, ο οποίος επινόησε ένα διάσημο παράδοξο που «αποδεικνύεται» ότι αν διαιρεθεί ο χρόνος σε ολοένα και μικρότερες στιγμές, θα ήταν απίθανο να κάνετε καμιά αλλαγή ή μια κίνηση.
Και έχει συμβεί το κβαντικό φαινόμενο του Ζήνωνα.
Συγκεκριμένα, το 1990, ερευνητές στο Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας στο Boulder του Κολοράντο, έδειξαν ότι μπορούν να κρατήσουν ένα ιόν βηρυλλίου σε μια ασταθή ενεργειακή κατάσταση, που μάλλον μοιάζει με την εξισορρόπηση ενός μολυβιού στη μύτη του, υπό την προϋπόθεση ότι μετρείται συνέχεια η ενέργεια του.
Επίσης, συμβαίνει και το αντίστροφο φαινόμενο "αντι-Ζήνων"- κάνοντας μια κβαντική κατσαρόλα να βράζει γρηγορότερα απλά μετρώντας την. Όταν ένα κβαντικό αντικείμενο μπορεί να κινηθεί σε μια σύνθετη διάταξη καταστάσεων, μια διάσπαση σε μια χαμηλότερη ενεργειακή κατάσταση μπορεί να επιταχυνθεί μετρώντας απλά το σύστημα με το σωστό τρόπο. Το 2001, κι αυτό το φαινόμενο παρατηρήθηκε στο εργαστήριο.
Το τρίτο κβαντικό τέχνασμα είναι το "κβαντικό φαινόμενο Άμλετ", που προτάθηκε πέρυσι από τον Σέρβο Vladan Pankovic του Πανεπιστημίου του Novi Sad. Βρήκε, ότι μια ιδιαίτερα περίπλοκη αλληλουχία μετρήσεων, μπορεί να επηρεάσει ένα σύστημα με τέτοιο τρόπο ώστε να καταστεί δυσεπίλυτη η εξίσωση Schrodinger για την μετέπειτα εξέλιξή του. Όπως θέτει ο ίδιος ο Pankovic το ζήτημα: να διασπαστεί ή όχι, "που είναι μια άλυτη ερώτηση". Brick wall Brick wall Brick wall



Hamlet.gif
 Περιγραφή:
 Μέγεθος αρχείου:  49.36 KB
 Διαβάστηκε:  88 φορές

Hamlet.gif


Επιστροφή στην κορυφή
View user's profile 
Δροσος ΓεωργιοςOffline
Εξωγήινος
Άβαταρ

Ένταξη: 22 Οκτ 2007
Σύνολο δημοσιεύσεων: 5605
Τόπος: Αθήνα-Ηλιούπολη
Φύλο: Ανδρας
ΔημοσίευσηΔημοσιεύθηκε: 27/05/2013, ημέρα Δευτέρα και ώρα 13:09    Θέμα δημοσίευσης: Απάντηση με παράθεση αυτού του μηνύματος

Πορτρέτο της κυματοσυνάρτησης. Cheesy Grin
Ερευνητές στην Ολλανδία κατάφεραν για πρώτη φορά να απεικονίσουν την κβαντική υπόσταση των ηλεκτρονίων που περιφέρονται γύρω από τον πυρήνα ενός ατόμου υδρογόνου -μια μελέτη που δεν είναι εντυπωσιακή μόνο λόγω του μεγέθους του ατόμου, αλλά και λόγω των φαινομενικά παράλογων περιορισμών που επιβάλλει η κβαντική μηχανική.
Οι κβαντικές ιδιότητες των ηλεκτρονίων και άλλων σωματιδίων καθιστούν ουσιαστικά αδύνατο τον προσδιορισμό της ακριβής τους θέσης. Το μόνο που διαθέτουν οι φυσικοί για να μπορούν να εκτιμήσουν πού μπορεί να βρίσκεται ένα ηλεκτρόνιο είναι η λεγόμενη κυματοσυνάρτηση: μια εξίσωση που δίνει την πιθανότητα να βρίσκεται το ηλεκτρόνιο σε μια οποιαδήποτε συγκεκριμένη θέση.
Ακόμα και η κυματοσυνάρτηση, όμως, είναι δύσκολο να μετρηθεί με ακρίβεια, καθώς έχει την τάση να καταρρέει σε κάθε απόπειρα άμεσης παρατήρησης.
Τώρα, ερευνητές στο ολλανδικό Ίδρυμα Θεμελιώδους Έρευνας στην Ύλη αναφέρουν στην επιθεώρηση Physical Review Letters
http://prl.aps.org/abstract/PRL/v110/i21/e213001
ότι κατάφεραν να απαθανατίσουν τις κυματοσυναρτήσεις των ηλεκτρονίων σε άτομα υδρογόνου.
H Δρ Ανέτα Στόντολνα και οι συνεργάτες της βομβάρδισαν με λέιζερ άτομα υδρογόνου έτσι ώστε τα ηλεκτρόνια να εκτιναχθούν μακριά, με ταχύτητες και οι κατευθύνσεις που εξαρτώνται από τις κυματοσυναρτήσεις τους. Αμέσως μετά, ένα ισχυρό ηλεκτρικό πεδίο ανάγκασε τα ηλεκτρόνια να πέσουν πάνω σε έναν επίπεδο ανιχνευτή. Το πείραμα είχε σχεδιαστεί έτσι ώστε οι θέσεις στις οποίες προσέκρουσαν τα ηλεκτρόνια να εξαρτώνται από τις από τις αρχικές τους ταχύτητες, οι οποίες με τη σειρά τους εξαρτώνταν από τις κυματοσυναρτήσεις.
Οι θέσεις στις οποίες έπεφταν τα ηλεκτρόνια καταγράφηκαν σε μια φθορίζουσα οθόνη και φωτογραφήθηκαν σε υψηλή ανάλυση. Οι εικόνες που προκύπτουν, διαστάσεων 4 επί 4 χιλιοστά, δείχνουν ότι η κατανομή των ηλεκτρονίων στον ανιχνευτή ταιριάζει με τις κυματοσυναρτήσεις στις οποίες υπάκουαν τα ηλεκτρόνια τη στιγμή που εκτινάχθηκαν έξω από τα άτομα υδρογόνου.
Η μελέτη προσφέρει μια νέα τεχνική για την απεικόνιση της κυματοσυνάρτησης, σχολίασε στο δικτυακό τόπο του Science
http://news.sciencemag.org/sciencenow/2013/05/a-snapshot-of-the-inside-of-an-a.html
ο Τζεφ Λουντίν, φυσικός του Πανεπιστημίου της Οτάβα που έχει πραγματοποιήσει πειράματα στις κυματοσυναρτήσεις ενός άλλου σωματιδίου, του φωτονίου.
Επισημαίνει πάντως, ότι οι κυματοσυναρτήσεις των ηλεκτρονίων σε μεγαλύτερα άτομα θα μπορούσαν να διαφέρουν σημαντικά από τις παρατηρήσεις στο άτομο του υδρογόνου.
Εφόσον αποδειχθεί ότι είναι εφαρμόσιμη και σε άλλα άτομα, η νέα τεχνική θα μπορούσε μάλιστα να βρει στο μέλλον πρακτικές εφαρμογές σε «μοριακά καλώδια» που θα επιτρέψουν την περαιτέρω σμίκρυνση των ηλεκτρονικών κυκλωμάτων.
Ακόμα κι αν δεν συμβεί αυτό, πάντως, το πορτρέτο της κυματοσυνάρτησης θα μπορούσε να βελτιώσει τις γνώσεις μας για την ατομική φυσική που βρίσκεται σε δράση στις χημικές αντιδράσεις και τη νανοτεχνολογία.
Στην φωτογραφία απεικόνιση των κυματοσυναρτήσεων των ηλεκτρονίων σε άτομα υδρογόνου. Οι κόκκινες περιοχές αντιστοιχούν σε μεγαλύτερες πυκνότητες ηλεκτρονίων.
http://news.in.gr/science-technology/article/?aid=1231250223



C97C6EE70318291C6B042CBE5D9A749A.jpg
 Περιγραφή:
 Μέγεθος αρχείου:  24.68 KB
 Διαβάστηκε:  60 φορές

C97C6EE70318291C6B042CBE5D9A749A.jpg


Επιστροφή στην κορυφή
View user's profile 
Δροσος ΓεωργιοςOffline
Εξωγήινος
Άβαταρ

Ένταξη: 22 Οκτ 2007
Σύνολο δημοσιεύσεων: 5605
Τόπος: Αθήνα-Ηλιούπολη
Φύλο: Ανδρας
ΔημοσίευσηΔημοσιεύθηκε: 17/06/2014, ημέρα Τρίτη και ώρα 11:26    Θέμα δημοσίευσης: Απάντηση με παράθεση αυτού του μηνύματος

Πως αισθάνεται ο γάτος του Schroumldinger; Cheesy Grin
Η σημερινή τεχνολογία επιτρέπει πειράματα κβαντικής συμβολής με μόρια που περιέχουν εκατοντάδες άτομα και η γρήγορη ανάπτυξή της αναμένεται να επιτρέψει την υλοποίηση πειράματος κβαντικής συμβολής με ιούς στο άμεσο μέλλον.
Δεδομένου ότι οι θεμελιώδεις νόμοι της κβαντικής μηχανικής δεν φαίνεται να θέτουν κανένα όριο στο μέγεθος ή την πολυπλοκότητα των αντικειμένων που επιδέχονται πειράματα συμβολής, η ραγδαία εξέλιξη της τεχνολογίας αυξάνει τις ελπίδες να πραγματοποιηθεί ένα πείραμα κβαντικής υπέρθεσης, παρόμοιο με το αρχικό πείραμα σκέψης με τον γάτο του Schroumldinger, με ένα ον που θα διαθέτει συνείδηση όπως ένας πραγματικός γάτος ή ένας άνθρωπος.
Αλλά ακόμα κι αν βρισκόμαστε πολύ μακριά από μια τέτοια τεχνολογία, η ιδέα και μόνο ότι ένα τέτοιο πείραμα μπορεί να πραγματοποιηθεί, μας οδηγεί σε ένα προκλητικό ερώτημα που ξεπερνά τα όρια της κοινότητας των κβαντομηχανικών φυσικών.
Κατά τη διάρκεια ενός πειράματος υπέρθεσης με ένα αντικείμενο που έχει συνείδηση, τι θα βιώνει τι θα αισθάνεται το ίδιο το συνειδητό ον;
Ή αν το θέσουμε διαφορετικά, αν μετά το πείραμα υπέρθεσης, του ζητούσαμε να μας περιγράψει την εμπειρία του, τι θα μας έλεγε;
Τι αισθάνεται ο γάτος του Schrödinger;
Αν θέλουμε μια απάντηση σ’ αυτή την ερώτηση στα πλαίσια των καθιερωμένων αρχών και θεωρήσεων της κβαντομηχανικής, είναι χρήσιμο να προσαρμοστεί το ερώτημα σε μια μορφή που δεν θα απαιτεί καμία αναφορά στη συνείδηση.
Έτσι, αντί της μελέτης ενός αντικειμένου με συνείδηση, που θα μπορούσε να μας αναφέρει τις εμπειρίες του κατά τη διάρκεια της συμβολής, μελετάμε αντικείμενα που μπορούν να καταγράψουν κλασικές πληροφορίες μη αντιστρεπτά, έτσι ώστε να μπορούμε να τις διαβάσουμε μετά το πέρας του πειράματος υπέρθεσης.
Για παράδειγμα, το αντικείμενο που παίρνει μέρος στο κβαντικό πείραμα εφοδιασμένο με έναν μη αντιστρεπτό καταγραφέα θα μπορούσε να είναι ένα νανορομπότ, κατά πολλές τάξεις μεγέθους μικρότερο και απλούστερο από έναν ζωντανό γάτο, και ένα τέτοιο νανορομπότ είναι προφανώς καταλληλότερο για ένα πραγματικό πείραμα κβαντικής υπέρθεσης.
Αν λοιπόν πραγματοποιηθεί ένα τέτοιο πείραμα υπέρθεσης με το συγκεκριμένο αντικείμενο, ποιες πληροφορίες θα διαβάζαμε από τον μη αντιστρεπτό καταγραφέα;
Όταν το ερώτημα διατυπώνεται μ’ αυτόν τον τρόπο, δεν είναι δύσκολο να μαντέψουμε την απάντηση.
Σύμφωνα με την αρχή της συμπληρωματικότητας, η μη αναστρέψιμη καταγεγραμμένη πληροφορία δεν μπορεί να διακρίνει οποιαδήποτε πληροφορία που θα ήταν συμπληρωματική ως προς τις κυματικές ιδιότητες της μετρούμενης συμβολής.
Για παράδειγμα, αν η μετρούμενη συμβολή μπορεί να εξηγηθεί με ένα σύμφωνο κύμα που ταξιδεύει κατά μήκος δυο διαδρομών ταυτόχρονα, τότε η μη αντιστρεπτή καταγεγραμμένη πληροφορία δεν θα διακρίνει οποιαδήποτε πληροφορία που με κάποιο τρόπο θα μας έλεγε την πραγματική τροχιά που ακολούθησε το αντικείμενο.
Η εργασία του Hrvoje Nikolic με τίτλο «Internal environment: What is it like to be a
Schroumldinger cat?» αποδεικνύει ότι η εικασία αυτή είναι σωστή, και εξηγεί με λεπτομέρεια γιατί συμβαίνει αυτό.
Στην ποιοτική συζήτηση των αποτελεσμάτων που παρουσιάζεται στο τέλος της εργασίας αυτής, επιχειρείται μια προέκταση των συμπερασμάτων της ανάλυσης στο υποθετικό πείραμα με ένα συνειδητό όν.
Στο κύριο μέρος της μελέτης αναλύεται η συμβολή ενός σύνθετου αντικειμένου με πολλούς βαθμούς ελευθερίας, έτσι ώστε οι εσωτερικοί βαθμοί ελευθερίας να μπορούν να μεταφέρουν κλασική πληροφορία. Ειδικότερα, οι εσωτερικοί βαθμοί μπορούν να έχουν τη χωρητικότητα για μια μη αντιστρέψιμη καταγραφή πληροφορίας σχετικά με την επιλεχθείσα διαδρομή.
Ωστόσο, σύμφωνα με τις γνωστές αρχές της κβαντομηχανικής η ανάλυσή δείχνει ότι δεν είναι δυνατόν να έχουμε και συμβολή και γνώση της διαδρομής.
Ή γενικότερα, η συμβολή δεν είναι δυνατή αν η κατάσταση των εσωτερικών βαθμών ελευθερίας που αντιστοιχεί σε μια κίνηση κατά μήκος μιας διαδρομής είναι μακροσκοπικά διακριτή από εκείνη που αντιστοιχεί στην κίνηση κατά μήκος της άλλης διαδρομής.
Για να επιτευχθεί ορατή συμβολή, είναι απαραίτητο να απομονωθούν οι εσωτερικοί βαθμοί από το εξωτερικό περιβάλλον, έτσι ώστε οι εσωτερικοί βαθμοί να μη μπορούν να πάρουν πληροφορίες σχετικά με την διαδρομή της κίνησης.
Αυτά τα αποτελέσματα μπορούν να προεκταθούν σε ένα υποθετικό πείραμα συμβολής με ένα ον που διαθέτει συνείδηση, όπως ένας γάτος ή ένας άνθρωπος. Προφανώς, η συνείδηση απαιτεί την κατοχή κλασικής πληροφορίας από τον εγκέφαλο, έτσι τα αποτελέσματά μας όσον αφορά την κωδικοποίηση της κλασικής πληροφορίας σε εσωτερικούς βαθμούς ελευθερίας, έχει άμεσες συνέπειες στην κατάσταση της συνείδησης
Η έρευνα στις γνωστικές επιστήμες δείχνει ότι ο εγκέφαλος και η συνείδηση δεν μπορούν να λειτουργήσουν χωρίς αλληλεπίδραση με το περιβάλλον.
Επειδή θέλουμε ένα πείραμα με ένα συνειδητό όν, πρέπει να το τοποθετήσουμε σε ένα κατάλληλο κλειστό κουτί, όπου θα ικανοποιούνται όλες οι προϋποθέσεις για την σωστή λειτουργία της συνείδησής του.
Το κουτί υποτίθεται πως χρησιμεύει σαν ασπίδα έναντι των επιδράσεων του εξωτερικού περιβάλλοντος (έξω από το κουτί). Με τον τρόπο αυτό το κουτί μαζί με το συνειδητό όν στο εσωτερικό του, θεωρείται ως ένα σύνθετο αντικείμενο που υφίσταται την συμβολή.
Στο ίδιο το πείραμα συμβολής, ο εξωτερικός παρατηρητής μετράει μόνο τη θέση του κουτιού σαν ένα σύνολο.
Με ένα τέτοιο υποθετικό πείραμα μπορούμε να απαντήσουμε οριστικά στο πρόβλημα που θέτει η εργασία: «What is it like to be a Schroumldinger cat?».
Η απάντηση είναι πολύ εύκολη. Ως προς το να δει την συμβολή ένας εξωτερικός παρατηρητής, το κουτί πρέπει να είναι τέλεια απομονωμένο από την επίδραση του εξωτερικού περιβάλλοντος, έτσι ώστε το ον με συνείδηση μέσα στο κουτί να μην έχει καμία πληροφορία σχετικά με τον εξωτερικό κόσμο.
Συνεπώς, ακόμη κι αν η κυματοσυνάρτηση του όντος με συνείδηση μπορεί να ταξιδέψει κατά μήκος και των δυο διαδρομών (όπως αποδεικνύεται από την μέτρηση συμβολής) το συνειδητό ον δεν θα αισθανθεί κάτι ασυνήθιστο διότι δεν θα γνωρίζει ότι ταξιδεύει κατά μήκος των διαδρομών. Οπότε, ένας γάτος του Schroumldinger θα είναι σαν ένας κοινός γάτος που ζει μέσα σε ένα κουτί χωρίς καμία πληροφορία για τον κόσμο έξω από του κουτί.
Εναλλακτικά, αν το κουτί δεν είναι πλήρως απομονωμένο από τις επιδράσεις του εξωτερικού περιβάλλοντος, τότε η συνειδητή οντότητα μπορεί να γνωρίζει τη διαδρομή που ακολουθεί, αλλά τότε δεν θα παρατηρηθεί καμία συμβολή.
Πράγματι αυτό είναι που συμβαίνει στα καθημερινά μακροσκοπικά φαινόμενα και πειραματικά δεν μπορούν να διαχωριστούν από την κλασική κατάσταση στην οποία το ον ταξιδεύει μόνο κατά μήκος μιας διαδρομής.
http://physicsgg.me/2014/06/17/%cf%80%cf%89%cf%82-%ce%b1%ce%b9%cf%83%ce%b8%ce%ac%ce%bd%ce%b5%cf%84%ce%b1%ce%b9-%ce%bf-%ce%b3%ce%ac%cf%84%ce%bf%cf%82-%cf%84%ce%bf%cf%85-schrodinger/
Επιστροφή στην κορυφή
View user's profile 
Δροσος ΓεωργιοςOffline
Εξωγήινος
Άβαταρ

Ένταξη: 22 Οκτ 2007
Σύνολο δημοσιεύσεων: 5605
Τόπος: Αθήνα-Ηλιούπολη
Φύλο: Ανδρας
ΔημοσίευσηΔημοσιεύθηκε: 10/01/2017, ημέρα Τρίτη και ώρα 10:38    Θέμα δημοσίευσης: Απάντηση με παράθεση αυτού του μηνύματος

Εισαγωγή στην κβαντομηχανική. Cheesy Grin
Οι περισσότεροι άνθρωποι θεωρούν ότι χρειάζονται το μυαλό του Einstein προκειμένου να γίνει κατανοητή σε αυτούς η κβαντομηχανική κι έτσι σταματούν να ασχολούνται μαζί της. Είναι όμως ενδιαφέρον να σημειώσουμε πως και ο ίδιος ο Einstein δεν εθεώρησε ότι η κβαντομηχανική ήταν μια σωστή θεωρία!
Αυτό λοιπον το άρθρο προορίζεται να δώσει σε ένα συνηθισμένο πρόσωπο μια συνοπτική επισκόπηση της σπουδαιότητας και της εκπληκτικής ανάπτυξης της κβαντικής μηχανικής.
Οι φυσικοί οι οποίοι ασχολήθηκαν με την κβαντομηχανικοί είναι πολλοί. Εμείς όμως θα ασχοληθούμε με τρείς. Τον Erwin Scrodinger, τον Werner Heisenberg και τον Paul Adrien Maurice Dirac.
Περισσοτερα:
http://www.physics4u.gr/articles/introqm.html



schrodb9.jpg
 Περιγραφή:
 Μέγεθος αρχείου:  4.85 KB
 Διαβάστηκε:  45 φορές

schrodb9.jpg



dirac.gif
 Περιγραφή:
 Μέγεθος αρχείου:  11.03 KB
 Διαβάστηκε:  45 φορές

dirac.gif



heisenberg.gif
 Περιγραφή:
 Μέγεθος αρχείου:  12.67 KB
 Διαβάστηκε:  2 φορές

heisenberg.gif



_________________
Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.
Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Επιστροφή στην κορυφή
View user's profile 
Επισκόπηση όλων των Δημοσιεύσεων που έγιναν πριν από:   
Δημοσίευση νέας  Θ.Ενότητας   Απάντηση στη Θ.Ενότητα    AstroVox Forum Αρχική σελίδα -> Αστρο-ειδήσεις Όλες οι Ώρες είναι UTC + 2
Σελίδα 1 από 1

 
Μετάβαση στη:  
Δεν μπορείτε να δημοσιεύσετε νέο Θέμα σ' αυτή τη Δ.Συζήτηση
Δεν μπορείτε να απαντήσετε στα Θέματα αυτής της Δ.Συζήτησης
Δεν μπορείτε να επεξεργασθείτε τις δημοσιεύσεις σας σ' αυτή τη Δ.Συζήτηση
Δεν μπορείτε να διαγράψετε τις δημοσιεύσεις σας σ' αυτή τη Δ.Συζήτηση
Δεν έχετε δικαίωμα ψήφου στα δημοψηφίσματα αυτής της Δ.Συζήτησης
Δε μπορείτε να επισυνάψετε αρχεία σε αυτό το forum
Μπορείτε να κατεβάζετε αρχεία σε αυτό το forum


Βασισμένο στο phpBB. Η συμμετοχή στο AstroVox βασίζεται στους εξής όρους χρήσης