Jump to content

Interpretácia kvantovej fyziky


robopol
 Share

Recommended Posts

Zaujímavé experimenty kde je hranica kvantového sveta a makrosveta:

 

http://aldebaran.cz/bulletin/2009_33_kva.php

http://aldebaran.cz/bulletin/2009_34_kva.php

http://aldebaran.cz/bulletin/2009_35_kva.php

 

jedna z najzaujímavejších otázok zostáva kedy nastáva redukcia, resp. kolaps vlnovej funkcie. Co vlastne považovat za kolaps vlnovej funkcie? Potrebujeme urobiť meranie, či si uvedomiť alternatívu ktorá nastala?

 

A ked si ju uvedomí jeden experimentátor tak pre ostatných (ktorí nevidia výsledky experimentu)je výsledok stále v superpozícii stavov?

 

je zaujímavé, že doposiaľ sme nenašli klúč k týmto otázkam.

 

a jedno video z dielne aldebaranu k tomu:

http://media.avc-cvut.cz/Fyzikalni_ctvrtky/2010/kvantovy_svet/kvantovy_svet.mov

Link to comment
Share on other sites

Myslím, že keby si do prvého príspevku hneď na začiatok aspoň 6-7 vetami nejako výstižne definoval základnú problematiku a o čom chceš diskutovať, tak by sa táto téma skôr chytala.

  • Upvote 1
Link to comment
Share on other sites

priznam sa ze ja to beriem len ako cvicenie predstavivosti, celkom umyselne si ziadnu interpretaciu nevyberam :), pre mna su stale v superpozicii :)

 

A tak potichu neverim ziadnej, podla mna mesiac existuje aj ked sa nan nikto nepozera. Je to recept na vysledky a uspesny recept ale tak ako pri vareni cinskeho receptu nemusim byt konfuncian, tak ani tu nemusim verit ze realita neexistuje aby to fungovalo.

Link to comment
Share on other sites

  • 2 weeks later...

Tak dnes som si povedal, ze zajdem na post forum fyziky pozriet co je nove a tam nove NIC - zrusene :flowers:

 

No a nasiel som vas tu.

 

Posledny mesiac som napisal par poviedok, je to aj kusok o fyzike, realativite,vedomi a vesmire okrajovo ,nic o kvantovke zatial zial, take lahke citanie, ale nikto to asi necita ako pozeram, tak mozno z tadeto niekto koho zaujima aj veda a technika. Staci do Googlu napisat "rimavski" , keby mal niekto zaujem.

 

Drzte sa !

Link to comment
Share on other sites

Keby niekoho zaujimala kvantova fyzika na uvod odporucam knihu "How to teach physics to your dog (Jak naucit sveho psa fyziku)" Chad Orzel

Link to comment
Share on other sites

  • 4 weeks later...

Interpretacia nie je teoria. Teoriu nemame.

 

Kedysi bola matematika v tvare: vezmi 3 hrusky, pridaj k nim 5 hrusiek, dostanes 8 hrusiek. Neexistovala premenna. Tento diablov vynalez bol zavedeny asi v 17.storoci. V prirode sa nieco take ako premenna nevyskytuje. Premenna nenapadne zavadza do matematiky kauzalitu, "AK 3 + x = 8, POTOM x = 5". Rovnice (s premennymi) predpokladaju kauzalitu, inak by nefungovali.

Vsetko bolo ok, az jedneho dna sme (v kvantovej mechanike) narazili na nekauzalitu - 2 rovnako pripravene pokusy dali 2 rozne vysledky. Nas (kauzalny) matematicky aparat je nam v tomto pripade nanic.

Kedze ale nevieme uvazovat inak ako kauzalne, za predmet vyskumu (novu fyzikalnu velicinu) sme vzali pocetnost vysledku (z 1000 pokusov 500 dopadlo tak a 500 inak), ta uz kauzalna (a opakovatelna) je. Pocetnost ale nie je skutocna fyzikalna velicina, iba nas odviedla od povodneho problemu: ked vykoname 1 pokus s 1 fotonom, ako sa dopracovat k predpovedi vysledku?

 

Sam si vysvetlujem rozne vysledky "rovnakych" pokusov pomocou de Broglie vztahov. Tie pripisuju urcitej energii urcity cas - napr. periodu vlny (a urcitej hybnosti urcitu dlzku - napr. vlnovu). Nic nebrani tomu, aby fungovali aj opacne (urcity cas predstavuje urcitu energiu, a hybnost dlzku), pretoze o ziadnej castici alebo vlne v nich nie je ani slovo. Ako dokaz som bral, ze vychylenie fotonu na dvojstrbine sa da chapat ako zrazka fotonu s niecim, co mu udeli (v smere kolmom na jeho let = smer spojnice 2 strbin) hybnost =h/(vzdialenost strbin).

V pripade "rovnakych" pokusov podla mna ich vysledok je ovplyvneny (dodatocnou) energiou =h/(casovy interval medzi dvoma pokusmi).

Je jasne, ze pri periodickom opakovani pokusov by mal byt tento efekt najvyraznejsi. Takze ma potesil ten Zenon v

http://www.vesmir.cz/clanek/kvantove-hlavolamy-iii#tpozn5

Link to comment
Share on other sites

No vitaj :rolleyes:

 

si nas nasiel?

 

Interpretácia KM je velmi dôležitá, ta rozhodne či rozumieme prirode, alebo nie. pretože matematický aparát nám dáva isté predpovede, ale nevieme prečo a ako to funguje. a vediet to nie je na škodu. problém je len ten, že máme aj interpretačné teórie a neviem rozhodnúť v tomto čase, ktorá je ta správna.

Link to comment
Share on other sites

Ked je tych interpretacii tak vela, je dost pravdepodobne, ze ziadna nie je spravna.

 

Stara kvantova mechanika davala spravne frekvencie spektralnych ciar (vyplyvajucich z energii orbit urcenych Bohrovou podmienkou), ale nie intenzity. Ked fourierovsky rozlozila parametre (hybnost a polohu) klasickej drahy elektronu okolo jadra (splnajuce Hamiltonove rovnice), Fourierove koeficienty vysledneho rozvoja nesuhlasili s nameranymi intenzitami.

 

Heisenberg vybral (uplne fiktivne) hybnosti a rychlosti (v tvare matic) takym sposobom, aby ich fourierovsky rozvoj s intenzitami suhlasil. Kedze nevieme, co tie hybnosti a rychlosti znamenaju, nastupuje "interpretacia". Ta Heisenbergova (kodanska) je, ze elektron hybnost a polohu proste nema.

Nezda sa mi to fer. Preferujem Feynmanovu - elektron sa sprava akoby vedel o vstkych moznych drahach (orbitach) okolo jadra. To by sa nam ako matica poloh mohlo javit. Ale ako to ten elektron robi, to ta interpretacia tiez nehovori.

Link to comment
Share on other sites

Nezda sa mi to fer. Preferujem Feynmanovu - elektron sa sprava akoby vedel o vstkych moznych drahach (orbitach) okolo jadra. To by sa nam ako matica poloh mohlo javit. Ale ako to ten elektron robi, to ta interpretacia tiez nehovori.

 

No to bude zrejme tým, že ten fotón neexistuje v konkretnej podobe, existuje v superpozicii, teda všetkých polohách a konkrétnu podobu dostane pri kolapse vlnovej podoby, balíka.
Link to comment
Share on other sites

  • 4 weeks later...

A tak potichu neverim ziadnej, podla mna mesiac existuje aj ked sa nan nikto nepozera. Je to recept na vysledky a uspesny recept ale tak ako pri vareni cinskeho receptu nemusim byt konfuncian, tak ani tu nemusim verit ze realita neexistuje aby to fungovalo.

 

Dlho som zastaval podobny nazor, niektori tejto interpretacii vravia "shut up & calculate!" :) V poslednom case ale zacinam citit potrebu si tieto veci vyjasnit. Pokusim sa vysvetlit svoju motivaciu:

 

S nerelativistickou kvantovou mechanikou (Schrodingerova rovnica etc.) nie som spokojny. Viem, ze je to dobra teoria. Viem, ze sme ju este uplne nevyzmykali, ze nam este kopu veci vysvetli, hlavne na prelome fyzika/chemia (tejto oblasti sa venujem...teda snazim sa). Napriek tomu s nou nie som spokojny. A nepomahaju mi ani 2 semestre QFT, ktore kopu veci vylepsili, ale kopu zamotali. Ako z toho von?

 

Podla mna "interpretacie" existuju aj v klasickej mechanike. Newtonova interpretacia zavadza koncept sily. Hamiltonova koncept trajektorii vo fazovom priestore. Potom tu mame "Fermatovu" najmensiu akciu, ktora vybera zo vsetkych moznosti tu, ktora sa realizuje. A urcite aj nejake dalsie, o ktorych ani neviem. Zaujimave, ze kazda cloveku dava urcity vhlad do problematiky. Newtonova je lahka na predstavu, Hamiltonova ma uzasne prepojenie na statisticku fyziku, "Fermatova" priamo suvisi s Feynmanovymi drahovymi integralmi.

 

Jasne sa ukazuje, ze interpretacia "shut up & calculate" nas neposunie dopredu principialne. A preto som dospel k nazoru, ze ma zmysel sa interpretaciami zaoberat. Ma zmysel sa inspirovat v minulosti. To, ze sa rozne ostrovceky poznania takto poprepajali, mi dava nadej, ze sa historia zopakuje. Nadej, ze sme niecomu na stope, alebo prinajhorsom sme z tej stopy este nezabludili prilis daleko.

  • Upvote 1
Link to comment
Share on other sites

perdy,

 

presne poznanie prírody je o jeho výklade, čisla a rozne abstraktne fyzikálne teórie sú len priblíženim reality s aparátom, ktorý v prirode nemusi vobec existovat a ja viem, že nemame inu moznost, ale dnes si aj fyzici ako Feynman mysleli, že postačuje nejaký matematický model. Nepostačuje, určite nepostačuje, nikto tomu nebude rozumiet iba zasvätení a bude to iluzorny svet, ktorý dáva dobre predpovede prírody, čísla:)

Link to comment
Share on other sites

Typický príklad matematickej konštrukcie je vlnová funkcia. Nič také v prírode neexistuje, nie to ešte jej kolaps.

Link to comment
Share on other sites

Tono, a co potom taky matematicky konstrukt ako metricky tenzor? Alebo Cliffordova algebra Diracovych matic v QED? Alebo...

Link to comment
Share on other sites

Perdy

 

Aby si ma zle nepochopil, nemám nič proti matematike. Inak sa fyzika ani uchopiť nedá. Ak označím hrušku, ako hmotný bod m, tak je to už abstrakcia. Ale stále si pod týmto pojmom viem niečo predstaviť. Kvantová fyzika odmieta interpretácie, lebo sú skôr zavádzajúce. Niektorí fyzici interpretujú spin elektrónu ako moment hybnosti, teda ako rotujúcu guľôčku. Takáto predstava sa asi dosť „neznáša“ s kvantovou fyzikou, preto ho radšej volajú kvantovým číslom. Vlnová funkcia predstavuje vlnenie hustoty pravdepodobnosti. Ako sa môže vlniť niečo, čo sa ešte nerealizovalo. To je ako by sa vlnila hustota pravdepodobnosti v lotérii. Ale nič proti tomu nemám, ak sú výsledky v zhode s experimentom.

Link to comment
Share on other sites

Tiez by som bol nerad, keby sme sa nechapali.

 

Pises, ze si stale vies pod hmotnym bodom predstavit hrusku. Nuz, ja si viem pod vlnovou funkciou predstavit elektron. Ked s nou clovek dlhsie pracuje, ziska pre nu akysi cit. Pre hmotne body mame cit dlhsie, uz od zakladnej skoly, preto nam teraz pride, ze im rozumieme. (Aby to neznelo namyslene musim povedat, ze este stale ma moj cit pre vlnovu funkciu dokaze zradit :) ).

 

Interpretacie z mojej skusenosti zamietaju pragmatici, ktori nemaju ambicie ist za ramec kvantovej teorie. Co je samozrejme skvele, pretoze su to prave tito pragmatici, vdaka ktorym mame nove lieciva, materialy a vselico mozne.

 

Interpretovat spin ako moment hybnosti je uplne spravne, pretoze sa naozaj sprava ako moment hybnosti. Ked clovek spocita komutator operatoru orbitalneho momentu hybnosti (~ r x p) a operatoru Hamiltonianu pre volnu Diracovu casticu, vyjde mu nenulove cislo. To by znamenalo, ze orbitalny moment hybnosti sa bude v case menit. To by ale nemal, pretoze uz od cias Emmy Noether vieme, ze kazda symetria je spojena so zachovavajucou sa velicinou, a Hamiltonian bol predsa volny. Pripustime teda, ze sme nezaratali vsetok moment hybnosti a ten chybajuci nazveme vlastny moment hybnosti, spin. V nerelativistickej limite potom uplne krasne vyjde dvojkomponentna vlnova funkcia a operatory spinu v podobe Pauliho matic. Automaticky vyskoci hodnota Bohrovho magnetonu, ktora sa perfektne zhoduje s experimentom.

 

Sorry za dlhy post, ale toto bola jedna s fascinujucich ukazok dosledkov Diracovej intuicie. A to cele len vdaka tomu, ze siel za ramec, ze sa snazil Schrodingerovu rovnicu interpretovat. Zobral vlnovu funkciu ako nieco skutocne, uvedomil si, ze ma problem so zapornou hustotou pravdepodobnosti. Zobral Minkovskeho priestor ako nieco realne, uvedomil si, ze v ramci Schrodingerovej rovnice nema rovnocennu ulohu s priestorom. Zobral Einsteinov vztah medzi hmotou a energiou za svoj, zistil ako sa popasovat so vzniknutou odmocninou. A bolo.

Link to comment
Share on other sites

No veď ten príklad zo spinom som si nevybral náhodou. Ak to riešime klasicky, ako rotujúcu nabitú guľôčku a porovnávame magnetický moment a moment hybnosti, ako píšeš „Automaticky vyskoci hodnota Bohrovho magnetonu“. A o to mi vlastne ide. Dve diametrálne odlišné predstavy, vylučujúce koexistenciu, vedú k rovnakým výsledkom. Podobne je to aj s Bohrovým modelom atómu vodíka a orbitálneho polomeru

Link to comment
Share on other sites

Hm, nepaci sa mi to tvoje "vylucujuce koexistenciu". Historia fyziky nas poucila, ze tieto formulacie nemusia byt vzdy spravne. Ukazkovym pripadom je vlnovo-casticovy dualizmus. V tej dobe bola tiez "vylucena koexistencia". A teraz to berieme vazne. Mozno sa niekedy ukaze, ze aj toto je ten pripad ;-)

Link to comment
Share on other sites

Dualizmus je naša predstava, nie fyzikálna realita. Tú nepoznáme, tak nám nič iné nezostáva. Ale to na ničom neuberá matematickému aparáte kvantovej fyziky. Ak by nebola správna, nedávala by dobré výsledky.

Link to comment
Share on other sites

Matematický aparát je v poriadku, a nepotrebujeme k nemu interpretáciu. Ale snaha o vysvetlenie je druhá vec. Proste to nejde, aby bol dualizmus vlastnosťou častice. Ak sa s tým vieš vyrovnať, tak klobúk dole.

Link to comment
Share on other sites

Dualizmus.

 

Ja si to predstavujem tak, že castica nie je vlna. ale suvisi to takto:

 

Ak castica leti a pozname jej drahu, tak vlnova povaha nie je. pohybuje sa to akykolvek makro objekt. Ale ked nevieme, nepozname drahu castice a z PRINCIPU sa neda zistit, tak častica NEMA DRAHU je to vlnenie čo sa pohybuje. A castica vznika, objaví sa v miestach interferencie tých vĺn najčastejšie. Ako by sa vytvárala az vtedy ked ju registrujeme, vtedy je to častica, časticova povaha.

 

toto je interpretácia dualizmu.

Link to comment
Share on other sites

Ak by sme štrbinový experiment usporiadali tak, že by sme z laboratória vyšli na voľné priestranstvo museli by sme pravdepodobnosť, že fotón prejde štrbinou normovať na 4.Pi.R^2. Vlnová funkcia fotónu je guľoplocha, čo je v poriadku a prešla by s nejakou nenulovou pravdepodobnosťou aj štrbinou, no s časticou by sme mali problém. Tá by musela vyletieť konkrétnym smerom, aby sme trafili štrbinu. Tým by sa porušil princíp neurčitosti a interferenčný obraz by nevznikol. Dokonale fokusovaným laserovým lúčom by interferenčný obraz nikdy nevznikol, lebo poznáme dráhu fotónu. Dualizmus teda nemôžeme chápať ako súčasnú existenciu vlny a častice, ale stav pred a po detekcii.

Link to comment
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
 Share

×
×
  • Create New...

Important Information

We have placed cookies on your device to help make this website better. You can adjust your cookie settings, otherwise we'll assume you're okay to continue. Additional information you can see at Privacy Policy