תאורית הקוואנטים

[Aviad6]

איך גורם חיצוני נייטרלי יכול להשפיע

זה רק יצמצם את האפשרויות

אהה אבל זה בעצם הההשפעה לא???

או שלא הבנתי ואני מסבך את עצמי

[Lost Spirit]

זה ניסוי מחשבתי.

[Aviad6]

זה ניסוי מחשבתי שבעצם לו יכול הלגיע למסקנה....

[איסתרא בלגינא]

עזוב לרגע את שרדינגר והחתול שלו, קח ניסוי שמבוצע בפועל במקום.

לחלקיקים אלמנטריים יש תכונה שנקראת ספין. תחשוב עליה כעל סיבוב של החלקיק סביב צירו. בניגוד לגופים מאקרוסקופיים, חלקיקים אלמנטריים לא יכולים להסתובב בכל מהירות: יש להם רק מהירות אפשרית אחת (וגם זו תוצאה של מכניקת הקוונטים).

קח אלקטרון. אנחנו יודעים מה הספין שלו (אחד, אם תהית), אבל לא באיזה כיוון הוא. בציר X הוא יכול להיות ימינה או שמאלה, בציר Y הוא יכול להיות למעלה או למטה. אפשר לבנות גלאי שיטה אלקטרונים לפי כיוון הספין שלהם: אם הוא כלפי מעלה, האלקטרון יוטה כלפי מעלה. אם הספין כלפי מטה, האלקטרון יוטה כלפי מטה.

קח מקור שיורה קרן של אלקטרונים. כיוון הספין שלהם אקראי, חצי מהם יהיו עם ספין למעלה וחצי עם ספין למטה. שים את הגלאי בדרכה של קרן האלקטרונים ותראה שתקבל שתי אלומוט שיוצאות ממנו: אחת כלפי מעלה, של חלקיקים עם ספין כלפי מעלה, והשניה כלפי מטה, של אלקטרונים עם ספין כלפי מטה. תוכל לבדוק זאת ע"י הצבת גלאי שני בדרכה של אחת הקרניים, נאמר זו שעולה למעלה: תקבל ביציאה רק אלומה אחת ולא שתיים, כי הפעם אין אלקטרונים בעלי ספין כלפי מטה: הגלאי הראשון סינן אותם והשאיר באלומה העליונה רק את אלו עם ספין כלפי מעלה.

עכשיו סובב את הגלאי השני ה- 90 מעלות. במקום לסנן את האלקטרונים באלומה העליונה לפי הספין בציר Y, הוא יסנן אותם עכשיו לפי הספין בציר X. שוב תקבל שתי אלומות, האחת לצד ימין, של אלקטרונים עם ספין ימינה, השניה לצד שמאל, של אלקטרונים עם ספין שמאלה. תציב גלאי שלישי מסובב ב- 90 מעלות כמו השני בדרכן של אחת האלומות ותראה שאכן לכל החלקיקים באלומה יש ספין בציר X זהה.

מה לדעתך יקרה אם נסובב את הגלאי השלישי בחזרה, כך שהוא שוב יפריד בין האלקטרונים לפי הספין שלהם בציר Y?

ההיגיון הפשוט והפיזיקה הקלאסית אומרים שתקבל רק אלומה אחת. הגלאי הראשון הפריד את האלומה המקורית לשתיים בהן לכל אחת יש אלקטרונים בעלי ספין באותו כיוון בציר Y, הגלאי השני טיפל בציר X, לכן עכשיו לכל האלקטרונים באלומה שנכנסת לגלאי השלישי יש את אותו ספין בציר X ואותו ספין בציר Y.

אבל מכניקת הקוונטים אומרת משהו אחר. לפי עקרון אי הוודאות, ישנם זוגות שונים של ערכים שאותם אי אפשר לדעת בדיוק מלא: ככל שהאחד מדוייק יותר, כך השני מדוייק פחות. הספינים של החלקיקים נמאים בין הזוגות האלו. אבל ספין הוא בעל גודל קבוע, כל מה שלא ידוע זה הכיוון שלו וברגע שאתה יודע את הכיוון, אתה יודע את הספין בדיוק מוחלט. מכאן שאם אתה יודע מה הספין בכיוון אחד, לפי עקרון אי הוודאות אתה לא יכול לדעת כלום על הספין בכיוון אחר. הגלאי הראשון אומר לך בוודאות מה הספין של האלקטרונים בציר Y. כשאתה מנסה לברר מה הספין שלהם בציר X, עקרון אי הוודאות "זוכר" שכבר בדקת מה הספין שלהם בציר Y וכדי למנוע מצב בו תדע גם את הספין בציר X וכך תפר את העיקרון, הוא מבלבל מחדש את הספין שלהם בציר Y. כתוצאה מכך, יצאו שתי אלומות מהגלאי השלישי, חצי מהאלקטרונים יהיו בעלי ספין למעלה וחצי בעלי ספין למטה, למרות שבקרן איתה התחלת היו רק אלקטרונים על ספין למעלה.

זה, כאמור, לא ניסוי מחשבתי: ביצעו אותו והתוצאות היו בדיוק כפי שחזתה מכניקת הקוונטים.

איך לעזאזל זה קורה? ישנם כל מיני הסברים שכנראה לעולם לא נוכל לבדוק את התקפות שלהם. אני שוב מציע את ההסבר של פיינמן: מה אכפת לך? מכניקת הקוונטים עובדת. תשתמש בה. מטוסים טעים גם אם אתה לא מבין למה, מכוניות נוסעות גם אם אתה לא מבין למה, מכניקת הקוונטים תעבוד גם אם לא תבין למה. מספיק שאתה יודע איך להשתמש בה כדי לקבל תוצאות.

[Aviad6]

וואו זה היה מסובך

הבנתי את הניסוי (טיפה הקשיתי בקטע שהוסיפו מסנן שלישי אבל לא משנה)

אבל המסקנה לא מובנת.....

[איסתרא בלגינא]

צריך להסביר את זה עם שירטוט, אז זה הרבה יותר ברור.

יש לך צנצנת מלאה בכדורים. חצי מהם בצבע אדום וחצי בצבע כחול. על חצי מהם מצוייר עיגול ועל חצי איקס. קח שתי צנצנות ריקות. תעביר את כל הכדורים האדומים לצנצנת א ואת כל הכדורים הכחולים לצנצנת ב. קח עוד שתי צנצנות ריקות ותעביר את כל הכדורים מהצנצנת א שיש עליהם עיגול לצנצנת ג ואת כל אלו שיש עליהם איקס לצנצנת ד.

מה יש בצנצנת ד? לקחת כדורים מצנצנת א, שהכילה רק כדורים אדומים, והעברת את כל אלו שיש עליהם איקס ל- ד. אז בצנצנת ד יש רק כדורים אדומים עם X עליהם. או זה מה שאומרת הפיזיקה הקלאסית. כמניקת הקוונטים אומרת משהו אחר. מאחר שאתה לא יכול לדעת את הצבע והצורה בו זמנית, ברגע שאתה ממיין את הכדורים לפי הצורה שעליהם, אתה מאבד את מה שידעת על הצבע. כלומר התחלת עם צנצנת שיש בה רק כדורים אדומים, חלקם עם איקס וחלקם עם עיגול, ואחרי שמיינת לפי הצורה קיבלת בצנצנת ד רק כדורים עם איקס, אבל בשני הצבעים!

עכשיו במקום כדורים תקרא אלקטרונים, במקום צבע וצורה תקרא ספין אופקי ואנכי ובמקום צנצנות, מסננים.

זה נשמע לא הגיוני, זה לא נשמע נכון, זה סותר את מה שאנחנו יודעים על הסיבתיות - אבל עשו את הניסוי הזה הרבה פעמים וזו באמת התוצאה שמתקבלת. מכניקת הקוונטים לא הגיונית, אבל היא עובדת.

[Aviad6]

צריך להסביר את זה עם שירטוט, אז זה הרבה יותר ברור.

יש לך צנצנת מלאה בכדורים. חצי מהם בצבע אדום וחצי בצבע כחול. על חצי מהם מצוייר עיגול ועל חצי איקס. קח שתי צנצנות ריקות. תעביר את כל הכדורים האדומים לצנצנת א ואת כל הכדורים הכחולים לצנצנת ב. קח עוד שתי צנצנות ריקות ותעביר את כל הכדורים מהצנצנת א שיש עליהם עיגול לצנצנת ג ואת כל אלו שיש עליהם איקס לצנצנת ד.

מה יש בצנצנת ד? לקחת כדורים מצנצנת א, שהכילה רק כדורים אדומים, והעברת את כל אלו שיש עליהם איקס ל- ד. אז בצנצנת ד יש רק כדורים אדומים עם X עליהם. או זה מה שאומרת הפיזיקה הקלאסית. כמניקת הקוונטים אומרת משהו אחר. מאחר שאתה לא יכול לדעת את הצבע והצורה בו זמנית, ברגע שאתה ממיין את הכדורים לפי הצורה שעליהם, אתה מאבד את מה שידעת על הצבע. כלומר התחלת עם צנצנת שיש בה רק כדורים אדומים, חלקם עם איקס וחלקם עם עיגול, ואחרי שמיינת לפי הצורה קיבלת בצנצנת ד רק כדורים עם איקס, אבל בשני הצבעים!

עכשיו במקום כדורים תקרא אלקטרונים, במקום צבע וצורה תקרא ספין אופקי ואנכי ובמקום צנצנות, מסננים.

זה נשמע לא הגיוני, זה לא נשמע נכון, זה סותר את מה שאנחנו יודעים על הסיבתיות - אבל עשו את הניסוי הזה הרבה פעמים וזו באמת התוצאה שמתקבלת. מכניקת הקוונטים לא הגיונית, אבל היא עובדת.

אבל מה הזה לא יכול פאום לקפוץ מכלום אם לקחת אתהאדומים ואותם חילקת אז זה לא אמור לשנות את הצבע

הכדורים ל יחדשו מאיפה שהוא

תוכל להסביר למה לפי תאוררית הקוונטים זה יקרה?

[איסתרא בלגינא]

נו, כתבתי שזה לא נשמע הגיוני 8).

למה זה קורה? כי לפי עקרון אי הוודאות, אם אתה יודע (בדוגמה שהבאתי) את הצבע, אתה לא יכול לדעת את הצורה ולהיפך. ברגע שבדקת מה הצורה, איבדת את כל מה שידעת על הצבע.

איך זה קורה? לא יודעים. ישנן כמה אסכולות שמנסות להסביר את זה עם ניפנופי ידיים של סופרפוזיציה, יקומים נוספים ומה לא. אני אחזור שוב על ההסבר של פיינמן: מה אכפת לך? התאוריה אומרת שזה ככה, הניסויים מאשרים את זה. התאוריה עובדת, תשתמש בה. אז מה אם היא לא נשמעת הגיונית.

[yonir]

אפשר לתאר את זה בצורה שפחות נוגדת את ההגיון.

לאלקטרון יש תכונה בשם ספין שיכול להיות מכוון בכיוון מסוים במרחב. (ולא שלושה גדלים לא קשורים בשלושה כיוונים שונים)

נגיד מדדת שהוא מכוון למעלה (בכיוון +Z).

הספין שלו בכיוון X לא ידוע.

עכשיו אתה מודד מה הכיוון שלו בכיוון X, ומקבל שהוא בכיוון +X (ימינה).

עכשיו אם תמדוד שוב ספין בכיוון Z הוא שוב פעם יכול להיות למעלה או למטה בהסתברות שווה. וזה מכיוון שכרגע הספין שלו מצביע ימינה, בלי שום נטייה למעלה או למטה.

בקיצור זה לא שאתה יודע שהוא היה למעלה ועכשיו פתאום הוא לא למעלה.

זה שהוא היה למעלה, בזמן המדידה של הספין בציר X שינית את כיוון הספין שלו. ועכשיו אתה שוב פעם "לא יודע" לאן הוא מצביע בכיוון Z. (כלומר הנטייה שלו בכיוון Z אקראית)

דרך אגב הניסוי הנ"ל שתואר נקרא ניסוי "שטרן-גרלך"

http://en.wikipedia.org/wiki/Stern%E2%80%93Gerlach_experiment

[Aviad6]

נו, כתבתי שזה לא נשמע הגיוני 8).

למה זה קורה? כי לפי עקרון אי הוודאות, אם אתה יודע (בדוגמה שהבאתי) את הצבע, אתה לא יכול לדעת את הצורה ולהיפך. ברגע שבדקת מה הצורה, איבדת את כל מה שידעת על הצבע.

איך זה קורה? לא יודעים. ישנן כמה אסכולות שמנסות להסביר את זה עם ניפנופי ידיים של סופרפוזיציה, יקומים נוספים ומה לא. אני אחזור שוב על ההסבר של פיינמן: מה אכפת לך? התאוריה אומרת שזה ככה, הניסויים מאשרים את זה. התאוריה עובדת, תשתמש בה. אז מה אם היא לא נשמעת הגיונית.

רגע אבל התאוריה פועלת לפי ההגיון ואם ההגיון לא נחשב פה אז איך הם הגיעו לתאוריה?

[TeaTime]

ניחוש מושכל והרבה קפיצות מחשבה

[איסתרא בלגינא]

היא כן הגיונית. אבל בעברית, היגיון משמש גם במובן logic וגם במובן sense. מכניקת הקוונטים הגיונית במובן logic, לא הגיונית במובן sense.

רוצה עוד משהו מוזר? חפש פרדוקס EPR.

[Aviad6]

מזה פרדוקס EPR

הבנתי את השטרן גלקן הזה

אחלה הסבר

[Lost Spirit]

ניסוי שנערך ע"י איינשטיין, פודולסקי ורוזן.

זהו ניסוי מחשבתי שניסה "להפיל" את מכניקת הקוונטים לאחר שאיינשטיין ראה שהתאוריה שאותה הוא פיתח "יצאה נגדו".

יש הקוראים לו גם EPRB

בגלל בוהם אשר שיפר את הפרדוקס.

http://en.wikipedia.org/wiki/EPR_paradox

[Aviad6]

ניסוי שנערך ע"י איינשטיין, פודולסקי ורוזן.

זהו ניסוי מחשבתי שניסה "להפיל" את מכניקת הקוונטים לאחר שאיינשטיין ראה שהתאוריה שאותה הוא פיתח "יצאה נגדו".

יש הקוראים לו גם EPRB

בגלל בוהם אשר שיפר את הפרדוקס.

http://en.wikipedia.org/wiki/EPR_paradox

אני מבין בלחץ בעבית אני יבין באנגלית???

רגע והלך לו ? לא

אבל מה הוא אמר