by Καλησπέρα σε όλους,
αυτήν την χρονιά με την εισαγωγή του κεφαλαίου της κβαντικής στην εξεταστέα ύλη, γίνονται πολλές συζητήσεις (μερικές ιδιαίτερα «θερμές») στο διαδίκτυο σχετικά με τον κυματο -σωματιδιακό δυισμό.
Το θέμα είναι ταυτόχρονα συναρπαστικό, δύσκολο αλλά και εξαιρετικά επικίνδυνο στο να διολισθήσει σε γραφικότητες της “μίας αλήθειας”. Όσο και αν προσπαθήσει κάποιος να αποδώσει μία ερμηνεία, “σπάει του μούτρα του” ή διαφορετικά τον περιμένει ένα Νόμπελ… Σκέφτηκα λοιπόν πως θα ήταν καλό να υπάρξει μία παρουσίασή του με όσον το δυνατόν απλούστερο τρόπο.
Στο παρακάτω βίντεο αυτό κάνει ο Jim al -Khalili (γνωστός βρετανός θεωρητικός φυσικός, με αξιοθαύμαστη ικανότητα στο να παρουσιάζει ιδιαίτερα δύσκολα θέματα με απλό τρόπο). Το βίντεο είναι στα αγγλικά, αλλά έχει υποτίτλους. Θέλησα λοιπόν να το μοιραστώ μαζί σας, καλή σας απόλαυση.
Βεβαίως ο καθένας μπορεί να λέει ότι θέλει. Τα γεγονότα όμως είναι πεισματάρικα και τα γραπτά μένουν. Υποθέτω ότι οι αναγνώστες αυτών των σχολίων θα ήθελαν να γνωρίζουν τι εννοεί κάποιος που έχει PhD στην θεωρητική φυσική όταν γράφει για προβολή τελεστή σε κυματοσυνάρτηση
Ο σύνδεσμος που δεν λειτουργεί στο προηγούμενο σχόλιο μου.
http://ylikonet.gr/2020/04/10/%ce%b7-%ce%b9%cf%83%cf%84%ce%bf%cf%81%ce%af%ce%b1-%cf%84%ce%bf%cf%85-%cf%86%cf%89%cf%84%cf%8c%cf%82-v-2/#comment-61605
Καλησπέρα και συγχαρητήρια για την όμορφη δουλειά σας. Θα ήθελα να μοιραστώ μαζί σας μερικές σκέψεις, αν και δεν είμαι φυσικός ούτε έχω σκοπό να προκαλώ εντυπωσιασμους μιας και γενικότερα θα με χαρακτήριζε ο κύκλος μου ως “κλειστό” άτομο… Θα ήθελα να δείτε αυτήν την μικρή δημοσίευση που έχω κάνει εδώ : https://m.facebook.com/story.php?story_fbid=pfbid02TVjnUnTHfZ297eRmjsqVNT6L6iiyaPcpfPamwLtXeD7RraQFjn6FDK7YtYD63JMWl&id=100063696662581&sfnsn=mo. Και θα ήθελα παρακαλώ κάποιον να επικοινωνήσει μαζί μου αν αφιερώσει μερικά λεπτά και διαβάσει αυτά που έχω γράψει για περαιτέρω βοήθεια. Ευχαριστώ πολύ
Καλημέρα Στάθη.
Αρχικά να προτείνω για το πείραμα της διπλής οπής την διεύθυνση
https://www.youtube.com/watch?v=iVpXrbZ4bnU και ειδικά μετά την στιγμή 11.00 όπου αφού έχει φτάσει εκεί που σταματά ο Jim al -Khalili (και χωρίς να διεκδικεί Nobel) συνεχίζει με τον ρόλο του spin, της ειδικής σχετικότητας και της διεμπλοκής.
Στη συνέχεια της κουβέντας ανέπτυξες 5 γενικότερες «θέσεις» Πάνω σε αυτές η γνώμη μου είναι:
Ένα χαρακτηριστικό της Κβαντοµηχανικής είναι ότι µπορεί να κατανοηθεί εφόσον εκφραστεί µε µαθηµατική γλώσσα και χρησιµοποιηθούν σύµβολα στη θέση των ϕυσικών µεγεθών.
Κάθε αναλογία με τα κλασσικά φαινόμενα είναι παρακινδυνευμένη- ξεκινώντας από τους όρους σωματίδιο, κύμα -και χρειάζεται να τονίζουμε ότι είναι πολύ σχετική.
Το φως έχει μία και μόνο μία φύση. Είναι πάντα φωτόνια. Μια κβαντική οντότητα.
Πού βρίσκεται ένα φωτόνιο όταν κινείται σε μια δέσμη φωτός; Η κβαντική θεωρία δίνει μια απλή απάντηση: πουθενά συγκεκριμένα.
Το φωτόνιο ακολουθεί όχι μία αλλά όλες τις δυνατές τροχιές κάθε μιά με διαφορετικό πλάτος πιθανότητας. Η συμβολή των τροχιών δίνει το πλάτος πιθανότητας να βρεθεί το σωμάτιο στην περιοχή γύρω από μία θέση r τη χρονική στιγμή t. Αυτό το πλάτος πιθανότητας σχετίζεται με την ψ(r,t) από την οποία με συγκεκριμένους κανόνες να υπολογίσουμε όλα τα μεγέθη που μας ενδιαφέρουν.
Βέβαια κανείς δεν μπορεί να έρθει σε αντίθεση με το πείραμα.
Πειράματα μπορούν να δώσουν μόνο ένα ανώτερο όριο και για τις δύο ποσότητες μάζα και φορτίο . Το σημερινό πειραματικό ανώτατο όριο για τη μάζα (ηρεμίας) ενός φωτονίου είναι 10-54 kg, και για το φορτίο είναι 5⋅10-30 φορές το φορτίο του ηλεκτρονίου [1]
Όλα τα μέχρι τώρα πειράματα, που έχουν γίνει μέχρι το σημερινό όριο των 10-20m περίπου, δίνουν την ίδια απάντηση: “δεν μπορούμε να βρούμε τίποτα”. Αυτό συνάδει τόσο με την εξαφάνιση της μάζας όσο και με την εξαφάνιση του μεγέθους των φωτονίων.
Άρα η απάντηση στη «θέση» σου 1, «εμπλοκή κάποιου μεγέθους τύπου μήκους κύματος» που σημαίνει εύρος ύπαρξης στο χώρο το αμφισβητεί το πείραμα, χωρίς να σημαίνει όπως είπα ότι είναι κλασσικό σωμάτιο.
Η απάντηση στη «θέση» σου 2 «οπότε μιλάμε για “κύματα πιθανότητας” ή “υλικά κύματα” ή όπως αλλιώς θέλουμε να τα πούμε».
Το υλικά κύματα ή οδηγό κύμα όπως το έλεγαν παλιά, απαντήθηκε στην 1 πέρα που το εισήγαγε ο de Broglie για σωματίδια κατ’ αναλογία με τα φωτόνια.
Η δε πιθανότητα που προκύπτει από το τετράγωνο της απόλυτης τιμής της κυματοσυνάρτησης δεν είναι κύμα, αφού δεν πληροί κάποια κυματική εξίσωση.
Η απάντηση στις «θέσεις» σου 3 και 4 Συμφωνώντας κατά βάση να συμπληρώσω.
Το κάθε σωματίδιο τελικά πέφτει σε μια θέση στην φωτογραφική πλάκα, σύμφωνα με την πιθανότητα που του επιβάλλει το περιβάλλον του. Τα πολλά σωματίδια θα δώσουν την εικόνα των κροσσών συμβολής. Τα κβαντικά σωματίδια δεν είναι και …κύματα (μία συχνά επαναλαμβανόμενη παρανόηση), απλά η κυματοσυνάρτηση που περιγράφει την χρονική τους εξέλιξη υπακούει σε μία κυματική εξίσωση, το τετράγωνο της οποίας δίνει το πλάτος πιθανότητας να τα βρούμε σε κάποια θέση στην φωτογραφική πλάκα.
Η απάντηση στη «θέση» σου 5
Ας ξεκαθαρίσουμε από την αρχή: τα κβαντικά σωματίδια, δεν είναι ούτε κλασικά κύματα ούτε κλασικά σωματίδια.
Στον μικροσκοπικό κόσμο, τα κβαντικά σωματίδια (οντότητες) είναι τα θεμελιώδη αντικείμενα
Πιστεύω τις σημερινές αντιλήψεις της φυσικής και ειδικά με βάση την κβαντική θεωρία πεδίου ότι τα φωτόνια όπως και τα ηλεκτρόνια είναι στοιχειώδης εκφράσεις του κβαντικού ηλεκτρομαγνητικού πεδίου, που δεν είναι φτιαγμένες από τίποτα άλλο.
[1] E. Fischbach, H. Kloor, R. A. Langel, A. T. Y. Lui & M. Peredo, New geomagnetic limit on the photon mass and on long-range forces coexisting with electromagnetism, Physical Review Letters 73, pp. 514–517, 1994.
Καλησπέρα Άρη.
Μερικές σκέψεις σε όσα λες (με μπλε γράμματα οι δικές σου τοποθετήσεις):
Πού βρίσκεται ένα φωτόνιο όταν κινείται σε μια δέσμη φωτός; Η κβαντική θεωρία δίνει μια απλή απάντηση: πουθενά συγκεκριμένα… το φωτόνιο ακολουθεί όχι μία αλλά όλες τις δυνατές τροχιές κάθε μιά με διαφορετικό πλάτος πιθανότητας. Η συμβολή των τροχιών δίνει το πλάτος πιθανότητας να βρεθεί το σωμάτιο στην περιοχή γύρω από μία θέση r τη χρονική στιγμή t…
Θα άλλαζα μόνον το εξής: όπως το αντιλαμβάνομαι η κβαντική θεωρία δεν αποφαίνεται αν το φωτόνιο ακολουθεί όλες τις δυνατές τροχιές, απλά σύμφωνα με αυτήν για τον υπολογισμό της πιθανότητας να το εντοπίσουμε σε μία θέση απαιτείται να συμπεριλάβουμε στον υπολογισμό όλες τις δυνατές τροχιές.
Άρα η απάντηση στη «θέση» σου 1, «εμπλοκή κάποιου μεγέθους τύπου μήκους κύματος» που σημαίνει εύρος ύπαρξης στο χώρο το αμφισβητεί το πείραμα, χωρίς να σημαίνει όπως είπα ότι είναι κλασσικό σωμάτιο.
Όχι δεν εννοώ «εύρος ύπαρξης στο χώρο» όταν αναφέρομαι σε μήκος κύματος. Στο πείραμα της διπλής σχισμής (είτε για φωτόνια, είτε ηλεκτρόνια) παρατηρείται μία εικόνα συμβολής στον ανιχνευτή. Η εικόνα περιγράφεται με την επιβολή μίας συνθήκης τύπου χ1-χ2=Νλ, ή φ1-φ2=2Nπ για τις παρατηρούμενες διαδρομές με μέγιστα στην οθόνη. Το «λ» έχει χαρακτηριστικά μήκους κύματος και το «φ» χαρακτηριστικά φάσης. Στον δε υπολογισμό της πιθανότητας που αντιστοιχεί σε κάθε τροχιά για το σωματίδιο (κάπως πρέπει να το αποκαλέσω), υπεισέρχεται το «λ» ή το «φ». Όλα τα παραπάνω παραπέμπουν στην εμπλοκή μίας μαθηματικής οντότητας με κυματικά χαρακτηριστικά για την όποια περιγραφή.
Από την άλλη η ύπαρξη ανιχνευτή σε μία συσκευή καταστρέφει την εικόνα συμβολής στην οθόνη. Το φωτόνιο τώρα «προσγειώνεται» πάντα στην πλευρά του ανιχνευτή αν …ανιχνευτεί ή στην άλλη στην αντίθετη περίπτωση, ωσάν να ήταν σωματίδιο.
Δεν ξέρω τι είναι το φωτόνιο, δεν ξέρω τι κύμα είναι αυτό, δηλώνω αναρμόδιος να απαντήσω.
Πιστεύω τις σημερινές αντιλήψεις της φυσικής και ειδικά με βάση την κβαντική θεωρία πεδίου ότι τα φωτόνια όπως και τα ηλεκτρόνια είναι στοιχειώδης εκφράσεις του κβαντικού ηλεκτρομαγνητικού πεδίου, που δεν είναι φτιαγμένες από τίποτα άλλο.
Συμφωνώ για τα φωτόνια, αυτήν είναι και η δική μου εμπειρία με το αντικείμενο, όσον αφορά τα φωνόνια σε κρυστάλλους ημιαγωγών (προκύπτουν από τις διεγέρσεις του κρυστάλλου, από τους κανονικούς τρόπους ταλάντωσής του). Για αυτό γράφω ότι τα κλασσικά σωματίδια και κύματα είναι σκιές στο βάθος του σπηλαίου…
Πάντα χαίρομαι να τα λέμε.
Γεια σου Στάθη.
Νομίζω είμαστε στην ίδια χοντρικά αντίληψη για το θέμα και αν ήμασταν «ενώπιος ενωπίω» θα μπορούσαμε να διευκρινίσουμε και τις όποιες διαφορές που θεωρώ προκύπτουν βασικά από την εγγενή δυσκολία να μιλάμε για κβαντομηχανικά μεγέθη και φαινόμενα με την τρέχουσα (κλασσική )γλώσσα.
Ας ελπίσουμε ότι θα βρεθούμε σύντομα.
Προφανώς ισχύει και για εμένα «Πάντα χαίρομαι να τα λέμε.»
Μαζί με την… προβολή τελεστή σε κυματοσυνάρτηση του Σ. Λεβέτα έχουμε τώρα αντίστοιχο … πετράδι του Α. Αλεβίζου: τα ηλεκτρόνια είναι στοιχειώδεις εκφράσεις του κβαντικού ηλεκτρομαγνητικού πεδίου (για να δούμε αν αυτό θα διορθωθεί)
Γεια σου Ιάκωβε. Βλέπω να εμφανίζεσαι αραιά και που και πάντα για να υποβαθμίσεις κάποιο συνάδελφο. Δεν πιστεύεις ότι θα ήταν προτιμότερο, να καταθέσεις κάποια άποψη, ώστε να προχωρήσει η κουβέντα;
Ρε Ιάκωβε, όπου θέλω θα τον προβάλω τον τελεστή, έλεος…
Το πετράδι κατά Μάζη διορθώνεται ως εξής:
“τα φωτόνια
όπως και τα ηλεκτρόνιαείναι στοιχειώδεις εκφράσεις- διεγέρσεις του κβαντικού ηλεκτρομαγνητικού πεδίου, που δεν είναι φτιαγμένες από τίποτα άλλο.”Όπως βλέπεις το πετράδι όπως και οποιαδήποτε αβλεψία κάθε φυσιολογικού ανθρώπου διορθώνεται εύκολα.
Υπάρχουν άλλες «πέτρες» βιολογικής υφής που επίσης χρήζουν φροντίδας και διόρθωσης.
Καλή υγεία, εύχομαι.
Καταλαβαίνω την ανάγκη σου να γράψεις τις δυο τελευταίες φτηνιάρικες γραμμές. Η παραδοχή ενός τόσο σοβαρού λάθους έχει πικρή γεύση. Τουλάχιστον την έκανες
Όπως όμως είδες παραπάνω ο … τελεστής διεκδικεί ελευθερία προβολής
Καλημέρα Ιάκωβε. Οι συζητήσεις που γίνονται στον ιστοχώρο αυτό, γίνονται πάντα με μεράκι προς το αντικείμενο και με σκοπό να φωτιστούν, στο βαθμό που αυτό είναι εφικτό, οι πτυχές ενός θέματος. Όλα τα παραπάνω με πνεύμα σεβασμού προς το συνομιλητή και χωρίς ο καθένας να προτάσσει τις περγαμηνές του, προκειμένου να επιβάλλει μια άποψη. Θα πρότεινα, εφόσον το επιθυμείς, να συνεισφέρεις επί της ουσίας στη συζήτηση, δίνοντάς μας τη δική σου θέση. Σε διαφορετική περίπτωση υπάρχουν άλλοι καταλληλότεροι χώροι, στους οποίους γίνονται αντιπαραθέσεις επί προσωπικού και άνευ ουσίας.
Δεν καταλαβαίνεις πως αν καταντούσα να απευθύνομαι στους άλλους με τον αχαρακτήριστο τρόπο σου, τι ζοφερές σκέψεις περνάνε από το μυαλό μου.
Αφού διορθώσεις το συντακτικό του σχολίου σου σκέψου και την λογική αντίφαση που περιέχει.