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: 5906
Τόπος: Αθήνα-Ηλιούπολη
Φύλο: Ανδρας
ΔημοσίευσηΔημοσιεύθηκε: 27/06/2011, ημέρα Δευτέρα και ώρα 11:37    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:  94 φορές

double_slit_experiment.jpg



buckyb2.gif
 Περιγραφή:
 Μέγεθος αρχείου:  41.01 KB
 Διαβάστηκε:  99 φορές

buckyb2.gif


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

Ένταξη: 22 Οκτ 2007
Σύνολο δημοσιεύσεων: 5906
Τόπος: Αθήνα-Ηλιούπολη
Φύλο: Ανδρας
ΔημοσίευσηΔημοσιεύθηκε: 30/06/2011, ημέρα Πέμπτη και ώρα 12:20    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:  93 φορές

Hamlet.gif


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

Ένταξη: 22 Οκτ 2007
Σύνολο δημοσιεύσεων: 5906
Τόπος: Αθήνα-Ηλιούπολη
Φύλο: Ανδρας
ΔημοσίευσηΔημοσιεύθηκε: 27/05/2013, ημέρα Δευτέρα και ώρα 14:09    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:  66 φορές

C97C6EE70318291C6B042CBE5D9A749A.jpg


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

Ένταξη: 22 Οκτ 2007
Σύνολο δημοσιεύσεων: 5906
Τόπος: Αθήνα-Ηλιούπολη
Φύλο: Ανδρας
ΔημοσίευσηΔημοσιεύθηκε: 17/06/2014, ημέρα Τρίτη και ώρα 12:26    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: 5906
Τόπος: Αθήνα-Ηλιούπολη
Φύλο: Ανδρας
ΔημοσίευσηΔημοσιεύθηκε: 10/01/2017, ημέρα Τρίτη και ώρα 11:38    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:  256 φορές

schrodb9.jpg



dirac.gif
 Περιγραφή:
 Μέγεθος αρχείου:  11.03 KB
 Διαβάστηκε:  256 φορές

dirac.gif



heisenberg.gif
 Περιγραφή:
 Μέγεθος αρχείου:  12.67 KB
 Διαβάστηκε:  7 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 
Δροσος ΓεωργιοςOffline
Εξωγήινος
Άβαταρ

Ένταξη: 22 Οκτ 2007
Σύνολο δημοσιεύσεων: 5906
Τόπος: Αθήνα-Ηλιούπολη
Φύλο: Ανδρας
ΔημοσίευσηΔημοσιεύθηκε: 15/03/2017, ημέρα Τετάρτη και ώρα 14:01    Θέμα δημοσίευσης: Απάντηση με παράθεση αυτού του μηνύματος

Παράλληλοι κόσμοι, παράλληλες ζωές. Cheesy Grin
Ο φυσικός Μαξ Τέγκμαρκ (Max Tegmark) όταν παρακολουθούσε το μάθημα της κβαντικής μηχανικής, ως φοιτητής στο Μπέρκλεϊ, διδάχτηκε πολλά χρήσιμα τεχνικά εργαλεία, ωστόσο δεν πήρε ποτέ απάντηση στα καυτά κβαντικά ερωτήματα που τον βασάνιζαν. Είναι ασυνεπής η κβαντική μηχανική; Καταρρέει όντως η κυματοσυνάρτηση; Αν ναι, πότε; Αν όχι, τότε γιατί δεν βλέπουμε τα πράγματα ταυτοχρόνως σε δυο θέσεις, και από πού προέρχεται η τυχαιότητα και η πιθανότητες της κβαντικής μηχανικής;
Είχε ακούσει ότι το 1957 ο μεταπτυχιακός φοιτητής του Πρίνστον, Χιου Έβερετ ο τρίτος (Hugh Everett III), είχε διατυπώσει μια πραγματικά ριζοσπαστική πρόταση η οποία περιλάμβανε τα παράλληλα σύμπαντα, και ήταν περίεργος να μάθει λεπτομέρειες. Ωστόσο, η ιδέα αυτή αγνοήθηκε γενικά και σπανίως διδασκόταν. Αν και γνώριζε κάποιους που είχαν ακούσει γι’ αυτήν, κανείς δεν είχε διαβάσει τη διδακτορική διατριβή του Έβερετ. Η διατριβή του Έβερετ βρισκόταν θαμμένη σε ένα βιβλίο που τα αντίτυπά του είχαν εξαντληθεί. Στη βιβλιοθήκη υπήρχε μόνο μια απελπιστικά συντομευμένη εκδοχή, στην οποία δεν γινόταν καμία ρητή αναφορά στην ιδέα των παράλληλων συμπάντων. Όμως οι έρευνές του απέδωσαν καρπούς τον Νοέμβριο του 1990, όταν κατάφερε τελικά να βρει αυτό το σπάνιο βιβλίο. Όπως μάλλον του άρμοζε, το εντόπισε σ’ ένα κατάστημα του Μπέρκλεϊ που ειδικεύεται σε ριζοσπαστικές δημοσιεύσεις, ανάμεσα σε τίτλους όπως Ο «τσελεμεντές» του αναρχικού.
Η διατριβή του Έβερετ τον έστειλε στα ουράνια. Αισθάνθηκε σαν να είχε ξεκολλήσει τα λέπια από τα μάτια του. Ξαφνικά όλα έβγαζαν νόημα! Ο Έβερετ έβρισκε ενοχλητικά ακριβώς τα ίδια πράγματα που ενοχλούσαν και τον Τέγκμαρκ, αλλά αντί να τα παρατήσει, προχώρησε, διερεύνησε πιθανές πιθανές λύσεις και ανακάλυψε κάτι αξιοπρόσεκτο. Όταν έχεις μια ριζοσπαστική ιδέα, είναι πολύ πιο εύκολο να πεις στον εαυτό σου, «Μα φυσικά, αυτό είναι αδύνατο να δουλεύει», και να την εγκαταλείψεις. Ωστόσο, αν το σκεφτείς λίγο ακόμη και αναρωτηθείς «Γιατί ακριβώς δεν μπορεί να δουλέψει;», αρχίζεις να διαπιστώνεις ότι αγωνίζεσαι για μια λογικά ορθή απάντηση. Και τότε ενδεχομένως οδεύεις προς κάτι σημαντικό.
Ποια ήταν λοιπόν η ριζοσπαστική ιδέα του Έβερετ; Η διατύπωσή της είναι απίστευτα απλή:
Η κυματοσυνάρτηση δεν καταρρέει ποτέ. Μα ποτέ!

Δηλαδή η κυματοσυνάρτηση που περιγράφει το Σύμπαν μας απλώς μεταβάλλεται διαρκώς, αιτιοκρατικά, και διέπεται από την εξίσωση του Σρέντιγκερ ανεξαρτήτως του αν λαμβάνουν χώρα παρατηρήσεις ή όχι. Έτσι η εξίσωση του Σρέντιγκερ δεσπόζει χωρίς «εάν» ή «αλλά». Αυτό σημαίνει ότι μπορούμε να σκεφτούμε τη θεωρία του Έβερετ σαν μια «Λάιτ Κβαντική Μηχανική»: να πάρουμε δηλαδή την εκδοχή της θεωρίας που συναντάμε στα εγχειρίδια και απλώς να αφαιρέσουμε το αξίωμα που μιλάει για την κατάρρευση της κυματοσυνάρτησης και τις πιθανότητες.
Ο Τέγκμαρκ ξαφνιάστηκε επειδή, σύμφωνα με τις φήμες που κυκλοφορούσαν, ο Έβερετ διατύπωνε παράλογα πράγματα, όπως τα παράλληλα σύμπαντα, και το ότι το Σύμπαν μας χωρίζεται σε παράλληλα σύμπαντα μόλις υλοποιήσουμε μια παρατήρηση. Ακόμη και σήμερα πολλοί φυσικοί εξακολουθούν να πιστεύουν ότι αυτό ακριβώς υπέθετε ο Έβερετ. Διαβάζοντας όμως την διατριβή του διαπιστώνει κανείς πως η άποψε αυτή διαστρεβλώνει τη θεωρία του Έβερετ. Όλοι οι φυσικοί έχουν άποψη γιαυτή, αλλά κανείς δεν την έχει διαβάσει.
Μπορεί κανείς να βρει την διατριβή Έβερετ ΕΔΩ: «The theory of universal wave function»
https://www-tc.pbs.org/wgbh/nova/manyworlds/pdf/dissertation.pdf
Η ιδέα ότι σε ορισμένες μαγικές στιγμές η πραγματικότητα υφίσταται ένα είδος μεταφυσικού διαχωρισμού σε δυο κλάδους, οι οποίοι στη συνέχεια δεν αλληλεπιδρούν ποτέ, δεν αποτελεί μόνο παραποίηση της ιδέας του Έβερετ, αλλά είναι επίσης ασυνεπής με το αξίωμα του Έβερετ ότι η κυματοσυνάρτηση δεν καταρρέει ποτέ, εφόσον οι επακόλουθες εξελίξεις θα μπορούσαν να προκαλέσουν θεωρητικώς τη συμβολή μεταξύ των κλάδων. Σύμφωνα με τον Έβερετ υπάρχει, υπήρχε και πάντα θα υπάρχει μια μόνο κυματοσυνάρτηση, και μόνο οι υπολογισμοί αποσυγκρότησης, όχι τα αξιώματα, μπορούν να μας πουν πότε η αντιμετώπιση των δυο κλάδων ωσάν αυτοί να είναι ανεξάρτητοι μεταξύ τους αποτελεί καλή προσέγγιση.
Ο Μαξ Τέγκμαρκ ενθουσιάστηκε με την διατριβή του Έβερετ. Η λογική της ήταν όμορφη: δεν υπέθετε κανένα από εκείνα τα παράλογα πράγματα, όλα όμως έπονταν ως συνέπειες των υποθέσεών του! Με μια πρώτη ματιά φάνταζε τόσο απλή, που φαινόταν ότι δεν θα μπορούσε να δουλέψει. Σε τελική ανάλυση ο Νιλς Μπορ και οι συνεργάτες του ήταν έξυπνοι άνθρωποι και είχαν επινοήσει για κάποιον λόγο την κατάρρευση της κυματοσυνάρτησης συγκεκριμένα, προκειμένου να εξηγήσουν γιατί τα πειράματα φαίνονταν να έχουν οριστική έκβαση. Όμως ο Έβερετ συνειδητοποίησε κάτι εκπληκτικό: ακόμη κι αν τα πειράματα δεν είχαν οριστική έκβαση, και πάλι θα φαινόταν σαν να είχαν!
Στην εικόνα που ακολουθεί ο Max Tegmark μας εξηγεί πως ο ίδιος αντιλαμβανόταν την ιδέα του Έβερετ, με ένα νοητικό πείραμα, το οποίο ονομάζει «Κβαντικά Τραπουλόχαρτα» :
Σ’ αυτό το νοητικό πείραμα παίρνετε ένα τραπουλόχαρτο με πολύ λεπτές άκρες, το ισορροπείτε όρθιο στο τραπέζι και στοιχηματίζετε 100 δολάρια ότι θα πέσει με την μπροστινή όψη να βλέπει προς τα επάνω. Κλείνετε τα μάτια σας έως ότου ακούσετε το τραπουλόχαρτο να πέφτει, κι έπειτα τ’ ανοίγετε για να δείτε αν κερδίσατε. Σύμφωνα με την κλασική φυσική, το τραπουλόχαρτο θα μείνει στη θέση ισορροπίας για πάντα. Σύμφωνα με την εξίσωση του Σρέντιγκερ θα πέσει σε λίγα δευτερόλεπτα , όσο κι αν προσπαθήσουμε να το ισορροπήσουμε, επειδή σύμφωνα με την αρχή της αβεβαιότητας του Χάιζενμπεργκ, δεν μπορεί να βρεθεί σε μια συγκεκριμένη θέση (όρθιο) χωρίς να κινείται. Ωστόσο, επειδή η αρχική κατάσταση ήταν συμμετρική ως προς το «δεξιά» και το «αριστερά», το ίδιο θα πρέπει να συμβαίνει και με την τελική κατάσταση. Από αυτό συνεπάγεται ότι πέφτει ταυτοχρόνως και προς τις δυο κατευθύνσεις, και υπάρχει υπέρθεση.
Όταν ανοίγετε τα μάτια σας και κοιτάζετε το χαρτί, ουσιαστικά κάνετε μια παρατήρηση. Έτσι, σύμφωνα με την ερμηνεία της Κοπεγχάγης, η κυματοσυνάρτηση καταρρέει και βλέπετε το τραπουλόχαρτο πεσμένο στο τραπέζι είτε με την μπροστινή ή με την πίσω όψη του, με την πίσω όψη του, με πιθανότητες 50% για κάθε αποτέλεσμα. Όμως τι έχει να μας πει ο Έβερετ; Γι’ αυτόν η παρατήρηση δεν κρύβει τίποτε μαγικό: είναι απλώς μια φυσική διαδικασία όπως όλες οι άλλες, η οποία ωστόσο χαρακτηρίζεται από τη μετάδοση της πληροφορίας στην προκειμένη περίπτωση, από το τραπουλόχαρτο στον εγκέφαλό σας. Αν η κυματοσυνάρτηση περιέγραφε ότι το πεσμένο τραπουλόχαρτο βλέπει προς τα επάνω, όλα θα ήταν μια χαρά για εσάς, και το αντίθετο.
Αναπαριστώντας αυτά τα δυο γεγονότα ως καταστάσεις που η εξέλιξή τους καθορίζεται από την εξίσωση του Σρέντιγκερ, θα μπορούσε σχετικά εύκολα να υπολογίσει τι ακριβώς θα συμβεί στην κυματοσυνάρτηση: θα μεταβαλλόταν ώστε τώρα να περιγράφει μια υπέρθεση δυο διαφορετικών διατάξεων των σωματιδίων που συγκροτούν εσάς και το τραπουλόχαρτο μια διάταξη στην οποία το τραπουλόχαρτο έχει πέσει με την μπροστινή όψη να βλέπει επάνω και εσείς είστε χαρούμενος, και μια στην οποία το τραπουλόχαρτο έχει πέσει με την πίσω όψη να βλέπει επάνω και εσείς είστε απογοητευμένος. Μπορούμε εδώ να κάνουμε τρεις σημαντικές παρατηρήσεις:
1.Το πείραμα θέτει το νου σας σε δυο καταστάσεις ταυτοχρόνως. Πρόκειται για μια μη θανάσιμη εκδοχή του πειράματος με τη γάτα του Σρέντιγκερ, με εσάς στον ρόλο της γάτας.
2.Οι δύο αυτές καταστάσεις του νου δεν γνωρίζουν απολύτως τίποτε η μια για την άλλη.
3.Η κατάσταση του νου σας συνδέεται με την κατάσταση του τραπουλόχαρτου, έτσι ώστε τα πάντα να είναι συνεπή. (Η κυματοσυνάρτηση δεν περιγράφει κάποια συγκεκριμένη διάταξη των σωματιδίων που συγκροτούν εσάς και το τραπουλόχαρτο κατά την οποία αντιλαμβάνεστε το πεσμένο τραπουλόχαρτο με την μπροστινή όψη επάνω όταν συμβαίνει το αντίθετο).

Η εξίσωση Σρέντιγκερ εγγυάται διαρκώς τη συνέπεια. Για παράδειγμα, αν ένας απένταρος φίλος σας μπει στο δωμάτιο και σας ρωτήσει πως είστε, η κατάσταση όλων των σωματιδίων (που συνιστούν το τραπουλόχαρτο, εσάς και τον φίλο σας) υπάρχει ως κβαντική υπέρθεση της κατάστασης «μπροστινή όψη κάτω/εσείς λυπημένος/ο φίλος σας συμπονά» και της κατάστασης «μπροστινή όψη επάνω/εσείς χαρούμενος/ο φίλος σας ζητά λεφτά».
Συνδυάζοντας όλα τα παραπάνω, όπως φαίνεται στην παραπάνω εικόνα, ο Έβερετ συνειδητοποίησε πως μολονότι εξακολουθεί να υπάρχει μια κυματοσυνάρτηση και μια κβαντική πραγματικότητα (εντός της οποίας πολλά από τα σωματίδια που συνιστούν το Σύμπαν βρίσκονται ταυτοχρόνως σε δυο θέσεις), στην πράξη μοιάζει σαν το Σύμπαν να έχει χωριστεί σε δυο παράλληλα σύμπαντα! Στο τέλος του πειράματος θα υπάρχουν δυο διαφορετικές εκδοχές σας σε κάθε μία από τις οποίες θα αισθάνεται εξίσου πραγματική όσο και η άλλη, χωρίς όμως να έχει ιδέα για την ύπαρξή της. Με άλλα λόγια, ο διαχωρισμός σε παράλληλα σύμπαντα πραγματοποιείται διαρκώς, ανεβάζοντας το πλήθος των κβαντικών συμπάντων σε πραγματικά ιλιγγιώδες ύψος. Εφόσον αυτός ο διαχωρισμός λαμβάνει χώρα από την εποχή της Μεγάλης Έκρηξης, σχεδόν κάθε εκδοχή της ιστορίας που μπορούμε να φανταστούμε έχει τελικά εκτυλιχθεί σε κάποιο κβαντικό παράλληλο σύμπαν, με την προϋπόθεση βέβαια να μην παραβιάζει κανέναν φυσικό νόμο.
Ο Έβερετ έδειξε λοιπόν ότι αν η κυματοσυνάρτηση δεν καταρρέει ποτέ, τότε η οικεία πραγματικότητα που αντιλαμβανόμαστε είναι απλώς η κορυφή ενός οντολογικού παγόβουνου, η οποία αποτελεί ένα μικροσκοπικό μέρος της αληθινής κβαντικής πραγματικότητας.
Που βρίσκονται όλα αυτά τα κβαντικά παράλληλα σύμπαντα;
Μπορεί να βρίσκονται ακριβώς μπροστά μας, σε ότι αφορά τον τρισδιάστατο χώρο, αλλά είναι διαχωρισμένα από εμάς σε αυτό που οι μαθηματικοί ονομάζουν χώρο Χίλμπερτ έναν αφηρημένο χώρο με άπειρες διαστάσεις του οποίου τα δομικά στοιχεία είναι οι κυματοσυναρτήσεις.
Η εκδοχή του Έβερετ για την κβαντική μηχανική απορρίφθηκε και αγνοήθηκε για αρκετό καιρό από την επιστημονική κοινότητα. Άρχισε να γίνεται ξανά δημοφιλής χάρη στον διάσημο θεωρητικό της κβαντικής βαρύτητας Μπράις ΝτεΒίτ (Bryce DeWitt), ο οποίος την ονόμασε ερμηνεία των πολλών κόσμων μια ονομασία που παγιώθηκε από τότε.
Όταν ο Μαξ Τέγκμαρκ παραπονέθηκε στον Μπράις ΝτεΒίτ, λέγοντάς του ότι του άρεσαν τα μαθηματικά στην θεωρία του Έβερετ, αλλά τον ενοχλούσε πραγματικά το ότι απλώς δεν αισθανόταν να χωρίζεται διαρκώς σε παράλληλες εκδοχές του εαυτού του, ο ΝτεΒίτ του ανέφερε την ερώτηση με την οποία του απάντησε ο ίδιος ο Έβερετ: «Αισθάνεσαι ότι διαγράφεις τροχιά γύρω από τον Ήλιο με ταχύτητα τριάντα χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο;»
Όπως ακριβώς η κλασική φυσική προβλέπει ότι περιφερόμαστε γύρω από τον Ήλιο χωρίς να το αισθανόμαστε, έτσι και ο Έβερετ έδειξε ότι η άνευ κατάρρευσης κβαντική φυσική προβλέπει ότι χωριζόμαστε σε παράλληλους κόσμους χωρίς να το αντιλαμβανόμαστε.
Η περιφρόνηση του έργου του Έβερετ για τουλάχιστον μια δεκαετία, είχε ως αποτέλεσμα να μην μπορεί να βρει δουλειά στον χώρο της φυσικής, τον έκανε πικρόχολο και μονόχνωτο. Κάπνιζε, έπινε πολύ και το 1982 πέθανε από καρδιακή προσβολή, σε ηλικία 51 ετών.
Ο Μαξ Τέγκμαρκ συναντήθηκε με τον γιο του Έβερετ, Μαρκ Έβερετ (δεν έχει σχέση με τη φυσική είναι κιθαρίστας, κιμπορντίστας και συνθέτης της ροκ μουσικής), κατά τη διάρκεια των γυρισμάτων ενός τηλεοπτικού ντοκιμαντέρ με τίτλο «Παράλληλοι κόσμοι, παράλληλες ζωής». Στο ντοκιμαντέρ ο Μαξ Τέγκμαρκ εξηγεί στον Μαρκ Έβερετ, την θεωρία του πατέρα του. Τα παιδιά του Έβερετ, ο Μαρκ και η αδερφή του, δεν είχαν σχεδόν καμιά επαφή με τον μπαμπά τους, παρ’ ότι ζούσαν στο ίδιο σπίτι. Όταν η αδερφή του αυτοκτόνησε, άφησε ένα σημείωμα στο οποίο έλεγε ότι πήγαινε να συναντήσει τον πατέρα της σε ένα παράλληλο σύμπαν.
Δείτε το ντοκιμαντέρ «Παράλληλοι κόσμοι, παράλληλες ζωής» (η συνάντηση Μαρκ Έβερετ και Μαξ Τέγκμαρκ μετά το 26:44)
https://vimeo.com/58603054#at=0?lite=1
Στο δικό μας σύμπαν ο Έβερετ απορρίφθηκε από τη μεταπτυχιακή σχολή του Τμήματος Φυσικής του Πρίνστον. Σίγουρα όμως, σε κάποιο άλλο κβαντικό σύμπαν καθιερώθηκε μέσα από την πανεπιστημιακή έδρα του και συνέχισε να ασχολείται με την φυσική κάνοντας κι άλλες ριζοσπαστικές ανακαλύψεις εξίσου αξιοσημείωτες με την πρώτη του.
Πηγή: το εκπληκτικό βιβλίο του Max Tegmark, «Το Μαθηματικό Σύμπαν μας», εκδόσεις Τραυλός
Στην φωτογραφία O Hugh Everett το 1964
http://physicsgg.me/2017/03/11/%cf%80%ce%b1%cf%81%ce%ac%ce%bb%ce%bb%ce%b7%ce%bb%ce%bf%ce%b9-%ce%ba%cf%8c%cf%83%ce%bc%ce%bf%ce%b9-%cf%80%ce%b1%cf%81%ce%ac%ce%bb%ce%bb%ce%b7%ce%bb%ce%b5%cf%82-%ce%b6%cf%89%ce%ad%cf%82/



hugh-everett.jpg
 Περιγραφή:
 Μέγεθος αρχείου:  13.87 KB
 Διαβάστηκε:  5 φορές

hugh-everett.jpg



quantum-cards.png
 Περιγραφή:
 Μέγεθος αρχείου:  105.87 KB
 Διαβάστηκε:  7 φορές

quantum-cards.png



_________________
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 
Δροσος ΓεωργιοςOffline
Εξωγήινος
Άβαταρ

Ένταξη: 22 Οκτ 2007
Σύνολο δημοσιεύσεων: 5906
Τόπος: Αθήνα-Ηλιούπολη
Φύλο: Ανδρας
ΔημοσίευσηΔημοσιεύθηκε: 15/05/2017, ημέρα Δευτέρα και ώρα 13:11    Θέμα δημοσίευσης: Απάντηση με παράθεση αυτού του μηνύματος

Γιατί ο Χάιζενμπεργκ διατύπωσε την κβαντομηχανική στην γλώσσα των μητρών; Cheesy Grin
Αν και η χρήση μητρών (ή πινάκων) στο πλαίσιο της κβαντομηχανικής θεωρείται σήμερα αυτονόητη, όμως την εποχή του Χάιζενμπεργκ – όταν ακόμα και η έννοια της μήτρας ήταν πρακτικά άγνωστη στους περισσότερους φυσικούς (και σίγουρα άγνωστη στον Χάιζενμπεργκ)– η ανακάλυψη και διατύπωση των κβαντικών νόμων στη γλώσσα των μητρών ευλόγως θεωρείται ως ένα διανοητικό επίτευγμα χωρίς προηγούμενο στην ιστορία της φυσικής.
Διότι – αντίθετα με την εξίσωση Σρέντινγκερ της οποίας η ανακάλυψη ακολουθεί μια πολύ λογική διαδρομή με αφετηρία την κλασική κυματική εξίσωση – η ανακάλυψη της μηχανικής των μητρών προϋποθέτει μια άκρως αντιδιαισθητική προσέγγιση, τελείως ξένη προς κάθε κλασικό ανάλογο. Αν και δεν είναι πάντα εύκολο να ανασυγκροτήσει κανείς τη «διαδρομή» μιας θεμελιώδους ανακάλυψης, εν τούτοις στην περίπτωση του Χάιζενμπεργκ υπάρχει η μαρτυρία του ίδιου –μεταξύ άλλων σε ομιλία του στο Χάρβαρντ το 1973 την οποία είχα την τύχη να παρακολουθήσω – που δεν αφήνει αμφιβολία ότι στον πυρήνα της σκέψης του ήταν μια επιστημολογική ανάλυση παρόμοιας φύσεως με αυτήν που υιοθέτησε ο Αϊνστάιν προκειμένου να καταλήξει στο περίφημο συμπέρασμά του για τη διαστολή του χρόνου.
Αφετηρία του Αϊνστάιν –όπως και του Χάιζενμπεργκ αργότερα – είναι η ιδέα ότι τα φυσικά μεγέθη δεν πρέπει να ορίζονται αφηρημένα αλλά σε στενή σύνδεση με τον τρόπο που μετριούνται.
Έτσι, η διαστολή του χρόνου για έναν κινούμενο παρατηρητή προκύπτει φυσιολογικά από τον τρόπο λειτουργίας ενός στοιχειακού ρολογιού που βασίζεται στο περιοδικό «πήγαινε-έλα» ενός φωτεινού σήματος ανάμεσα σε δύο καθρέπτες, σε συνδυασμό με τη θεμελιώδη σχετικιστική παραδοχή ότι η ταχύτητα του φωτός είναι η ίδια για όλους τους παρατηρητές.
Ο Χάιζενμπεργκ ωθεί αυτή τη «φιλοσοφία» στο όριό της. Λέει ότι όχι μόνο πρέπει να ορίζουμε τα φυσικά μεγέθη σε συνάρτηση με τη διαδικασία που τα μετράει, αλλά επίσης ότι δεν πρέπει καν να μιλάμε για φυσικές ποσότητες ή έννοιες που δεν έχουν πειραματικό αντίκρυσμα. Που δεν μπορούν δηλαδή να υποβληθούν σε πειραματικό έλεγχο. Και ακριβώς μια τέτοια έννοια –συνεχίζει ο Χάιζενμπεργκ– είναι η έννοια της τροχιάς. Διότι τα πειραματικά δεδομένα για τα άτομα – στην ουσία τα φάσματά τους– μας επιτρέπουν σίγουρα να μιλάμε για επιτρεπόμενες ενέργειες του ατόμου και επίσης για μεταβάσεις μεταξύ αυτών, αλλά δεν μπορούν να μας πουν το παραμικρό για το αν υπάρχουν ή όχι κάποιες κβαντωμένες τροχιές όπως είχε υποθέσει ο Μπορ. Αφού λοιπόν η έννοια της κβαντωμένης τροχιάς δεν είναι προσιτή σε πειραματικό έλεγχο, τότε –κατά τον Χάιζενμπεργκ– θα πρέπει να εξοστρακιστεί από το κβαν­τικό οικοδόμημα ως απολύτως μεταφυσική οντότητα· και οι κβαντικοί νόμοι να διατυπωθούν μόνο μέσω μαθηματικών ποσοτήτων με άμεσο πειραματικό αντίκρυσμα. Και επειδή η βασική κβαντική διαδικασία είναι η μετάβαση – ή μετάπτωση – από μια κβαντική κατάσταση n σε μια κβαντική κατάσταση m, τότε δεν είναι τελείως «παράλογο» να υποθέσουμε ότι τα φυσικά μεγέθη θα παριστάνονται ως αριθμοί με δύο δείκτες που μας λένε πώς το συγκεκριμένο μέγεθος «συνδέει» τις δύο καταστάσεις n και m της μετάβασης. Όμως η φυσιολογική παράσταση μιας ακολουθίας αριθμών με δύο δείκτες είναι υπό μορφήν μιας τετραγωνικής μήτρας με δείκτη γραμμής το n και δείκτη στήλης το m. Έτσι, η ιδέα της αναπαράστασης των φυσικών μεγεθών υπό τη μορφή κατάλληλων μητρών – μια καθημερινή πρακτική σήμερα– αναδύεται «φυσιολογικά» από την ανάλυση αυτή.
Είναι ήδη φανερό από τα παραπάνω ότι η μητρομηχανική του Χάιζενμπεργκ έχει ως αφετηρία της μια πλήρη εννοιολογική αναδόμηση της κλασικής φυσικής, σε αντίθεση με την κυματομηχανική του Σρέντινγκερ που ξεκίνησε ως ένα είδος επέκτασης της κλασικής κυματικής θεωρίας –έτσι την έβλεπε ο Σρέντινγκερ– και μόνο μετά έγινε σαφές ότι τα κύματα που περιγράφει δεν μπορούσε να είναι κλασικά κύματα. Απαιτήθηκε έτσι μια φυσική ερμηνεία αυτών των κυμάτων –δηλαδή των λύσεων της εξισώσεως Σρέντινγκερ– αλλά και ένα «συνταγολόγιο» για την εξαγωγή φυσικών συμπερασμάτων από αυτές τις λύσεις. Και μόνο μετά την προσθήκη αυτού του «ερμηνευτικού πλαισίου» η κυματομηχανική του Σρέντινγκερ θα γίνει μια πλήρης θεωρία ικανή να συγκριθεί –και τελικά να αποδειχτεί ισοδύναμη– με τη μηχανική των μητρών του Χάιζενμπεργκ. Δεδομένου ακόμα ότι η εξίσωση Σρέντινγκερ εμπεριέχεται στον φορμαλισμό του Χάι­ζενμπεργκ –ως μια ισοδύναμη εξίσωση υπό μορφή μητρών και όχι ως διαφορική εξίσωση– δεν υπάρχει αμφιβολία ότι την κβαν­τομηχανική ως ολοκληρωμένο οικοδόμημα (συνοδευόμενο και από την αρχή της αβεβαιότητας) την έστησε στα πόδια της κυρίως –αν και όχι αποκλειστικά– ο Χάιζενμπεργκ. Αν επρόκειτο επομένως μόνο ένας άνθρωπος να θεωρηθεί ως ο πατέρας της, αυτός δεν μπορεί να είναι άλλος από τον Βέρνερ Χάιζενμπεργκ. (…)»
απόσπασμα από το βιβλίο του Στέφανου Τραχανά «Μεγάλη επιστήμη, ενδιαφέρουσες ζωές». Το βιβλίο κυκλοφορεί εκτός εμπορίου. Μπορείτε να το κατεβάσετε και να το διαβάσετε ελεύθερα, πατώντας ΕΔΩ.
http://legacy.cup.gr/Files/files/ENDIAFEROUSES-ZWES-FREE-BOOK.pdf
http://physicsgg.me/2017/05/13/%ce%b3%ce%b9%ce%b1%cf%84%ce%af-%ce%bf-%cf%87%ce%ac%ce%b9%ce%b6%ce%b5%ce%bd%ce%bc%cf%80%ce%b5%cf%81%ce%b3%ce%ba-%ce%b4%ce%b9%ce%b1%cf%84%cf%8d%cf%80%cf%89%cf%83%ce%b5-%cf%84%ce%b7%ce%bd-%ce%ba%ce%b2/



matrix.png
 Περιγραφή:
 Μέγεθος αρχείου:  6.21 KB
 Διαβάστηκε:  73 φορές

matrix.png



werner-heisenberg.jpg
 Περιγραφή:
 Μέγεθος αρχείου:  37.65 KB
 Διαβάστηκε:  2 φορές

werner-heisenberg.jpg



_________________
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 
Δροσος ΓεωργιοςOffline
Εξωγήινος
Άβαταρ

Ένταξη: 22 Οκτ 2007
Σύνολο δημοσιεύσεων: 5906
Τόπος: Αθήνα-Ηλιούπολη
Φύλο: Ανδρας
ΔημοσίευσηΔημοσιεύθηκε: 19/05/2017, ημέρα Παρασκευή και ώρα 11:50    Θέμα δημοσίευσης: Απάντηση με παράθεση αυτού του μηνύματος

Αλληλεπιδρώντας με το τίποτα. Cheesy Grin
Μια από τις βασικές παραδοχές της κβαντικής θεωρίας είναι ότι το κενό, δηλαδή ο άδειος χώρος, στην πραγματικότητα μόνο κενό δεν είναι: βρίθει από σωματίδια που εμφανίζονται απρόβλεπτα και παύουν να υπάρχουν έπειτα από μια στιγμή. Σ’ αυτά τα εικονικά σωματίδια οφείλονται τα παρατηρήσιμα κβαντικά φαινόμενα, όπως η δύναμη Casimir και η σκέδαση Delbrück.
Ερευνητές από την Ιαπωνία βρήκαν τον τρόπο για να μετρήσουν με πρωτοφανή ακρίβεια την σκέδαση Delbrüc, ένα φαινόμενο που είναι πολύ δύσκολο να απομονωθεί. Η μέθοδός τους θα επιτρέψει να γίνουν λεπτομερέστατοι έλεγχοι στην θεωρία της κβαντικής ηλεκτροδυναμικής (QED).
Η σκέδαση Delbrück έχει κάποιες ομοιότητες με την πιο γνωστή μορφή σκέδασης, της σκέδασης Rayleigh στην οποία οφείλεται το γαλάζιο χρώμα του ουρανού. Η σκέδαση Rayleigh προκύπτει από την αλληλεπίδραση των φωτονίων με τα δέσμια ηλεκτρικά φορτία στα μόρια της ατμόσφαιρας. Η σκέδαση Delbrück αντίστοιχα προκύπτει από την αλληλεπίδραση των φωτονίων με τα «εν δυνάμει» ζεύγη ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων παρουσία του πεδίου Coulomb από έναν ατομικό πυρήνα.
Το φαινόμενο της σκέδασης των φωτονίων από τα «εικονικά» σωματίδια του κβαντικού κενού παρατηρήθηκε για πρώτη φορά στη δεκαετία του 1970, αλλά το φαινόμενο είναι δύσκολο να ταυτοποιηθεί, διότι πραγματοποιείται μαζί με άλλους τρεις τύπους σκέδασης – συμπεριλαμβανομένης και της σκέδασης Rayleigh.
Οι ερευνητές Koga και Hayakawa προτείνουν μια μέθοδο απομόνωσης και μέτρησης της σκέδασης Delbrück. Το κλειδί στην λύση τους είναι η χρήση πολωμένων ακτίνων γ. Σύμφωνα με τους υπολογισμούς τους, η κατάλληλη επιλογή της γωνίας σκέδασης, της πόλωσης και της ενέργειας των φωτονίων θα κάνει την σκέδαση Delbrück δυο τάξεις μεγέθους ισχυρότερη από τις τρεις άλλες μορφές σκέδασης.
Υποθέτοντας την χρήση κασσίτερου ως υλικού σκέδασης και μια πηγή ακτίνων γ υψηλής ροής όπως η ELI-NP (Extreme Light Infrastructure – Nuclear Physics) – μια εγκατάσταση υπό κατασκευή στην Ρουμανία – η ερευνητική ομάδα προβλέπει ότι η μέθοδος θα μπορούσε να διπλασιάσει την ακρίβεια που επιτεύχθηκε σε προηγούμενα πειράματα.
Στην φωτογρσφία οι πολωμένες ακτίνες γ θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την μελέτη της σκέδασης των φωτονίων από τα «εν δυνάμει» σωματίδια του κβαντικού κενού (ή αλλιώς σκέδαση Delbrück)
https://physicsgg.me/2017/05/19/%ce%b1%ce%bb%ce%bb%ce%b7%ce%bb%ce%b5%cf%80%ce%b9%ce%b4%cf%81%cf%8e%ce%bd%cf%84%ce%b1%cf%82-%ce%bc%ce%b5-%cf%84%ce%bf-%cf%84%ce%af%cf%80%ce%bf%cf%84%ce%b1/



physrevlett-118-204801.png
 Περιγραφή:
 Μέγεθος αρχείου:  28.28 KB
 Διαβάστηκε:  1 φορές

physrevlett-118-204801.png



_________________
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 + 3
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