Mitä v****a ?!

Seuraa 
Viestejä2431
Liittynyt11.4.2005

Anteeksi karu otsikko (vaikka onkin sensuroituna), mutta tämä lausahdus pääsi suustani, kun luin allaolevasta kvanttifysiikan kokeesta.

Tässä on kuvaus tavallisesta "kaksoisrako -kokeesta" fotonien avulla (niille, jotka eivät ole kuulleet asiasta aikaisemmin // muuten ks. alemmas):

"In the double slit experiment, a photon passes through a double slit apparatus, in which the photon must pass either through one or the other of two slits, and then registers on a detector, which can determine where the photon reaches the detector, like an image projected on a screen. If one allows many photons to individually pass through either slit A or slit B and doesn't know which slit they passed through, an interference pattern emerges on the detector. The interference pattern indicates that the light beam is in fact made up of waves. However, if one somehow observes which of the two slits each photon actually passes through, a different result will be obtained. In this case, each photon hits the detector after going through only one slit and a single concentration of hits in the middle of the detection field. This result is consistent with light behaving as individual particles, like tiny bullets. The very odd thing about this is that a different outcome results based on whether or not the photon is observed after it goes through the slit but before it hits the detector."

Tässä on kuvaus "kvanttipoisto -kokeesta" // vapaa suomennos alempana:

"In a quantum eraser experiment, one arranges to detect which one of the slits the photon passes through, but also construct the experiment in such a way that this information can be "erased" after the fact. It turns out that if one observes which slit the photon passes through, the "no interference" or particle behavior will result, which is what quantum mechanics predicts, but if the quantum information is "erased" regarding which slit the photon passed through, the photons revert to behaving like waves.

However, Kim, et al. have shown that it is possible to delay the choice to erase the quantum information until after the photon has actually hit the target. But, again, if the information is "erased," the photons revert to behaving like waves, even if the information is erased after the photons have hit the detector."

Lähde: Wikipedia

Vapaa suomennos:

Kvanttipoisto -kokeessa koetilanne järjestetään siten, että havaitaan kummasta raosta fotoni kulki, mutta myös siten, että tämä tieto voidaan "poistaa" jälkeenpäin. Käy ilmi, että jos havaitaan kummasta reiästä fotoni meni, interferenssiä ei synny eli valon hiukkasluonne tulee esille, minkä kvanttimekaniikka ennustaa, mutta jos tieto kummasta reiästä fotoni kulki "poistetaan", fotonit käyttäytyvät taas aaltomaisesti.

(Kuitenkin), Kim&Co ovat osoittaneet, että on mahdollista viivyttää tiedon poistamista siten, että tieto poistetaan vasta kun fotoni on osunut kohteeseen. Mutta taas, jos tieto "poistetaan", fotonit käyttäytyvät taas aaltomaisesti, vaikka tieto poistettaisiin vasta fotonien jo osuttua ilmaisimeen.

----------------------------------------------------------------------------

Eli lyhyesti: jos tiedämme, kummasta reiästä fotoni kulki, se käyttäytyy hiukkasen tavoin. Jos "poistamme" tämän tiedon, se käyttäytyy taas aaltomaisesti, vaikka tieto poistettaisiin vasta fotonien jo osuttua ilmaisimeen (!!!)

Tässä koejärjestely yksityiskohtineen:
http://xxx.lanl.gov/PS_cache/quant-ph/p ... 903047.pdf

Vieläkö joku uskoo piilomuuttujiin?
Universumin "romahtaminen" vai multiversumi? Jaa a...

∞ = ω^(1/Ω)

Sivut

Kommentit (176)

Paul M
Seuraa 
Viestejä8560
Liittynyt16.3.2005

No eikös tuo juuri ole piilomuuttujan tekosia? Kvanttisysteemeissä koko koejärjestely osallistuu tapahtumaan. Piilomuuttujauskovalle yksinkertainen selitys sille on, että koko koejärjestely on syvemmällä olevan piilomuuttujakentän "päällä". Koska me emme oikeasti pääosin tutki tuota alustaa vaan siitä seuranneita juttuja (kuten tunnettuja hiukkasia ja aaltoja) ja niitten aiheuttamia ilmiöitä, emme näe itse alustaa kuin satunnaisesti esimerkiksi kvantittumisena ja tuollaisina naruina, joita nyppimällä voi jälkikäteen muuttaa jo tapahtuneen.

Hiirimeluexpertti. Majoneesitehtailija. Luonnontieteet: Maailman suurin uskonto. Avatar on halkaistu tykin kuula

derz
Seuraa 
Viestejä2431
Liittynyt11.4.2005
Paul M
No eikös tuo juuri ole piilomuuttujan tekosia? Kvanttisysteemeissä koko koejärjestely osallistuu tapahtumaan. Piilomuuttujauskovalle yksinkertainen selitys sille on, että koko koejärjestely on syvemmällä olevan piilomuuttujakentän "päällä". Koska me emme oikeasti pääosin tutki tuota alustaa vaan siitä seuranneita juttuja (kuten tunnettuja hiukkasia ja aaltoja) ja niitten aiheuttamia ilmiöitä, emme näe itse alustaa kuin satunnaisesti esimerkiksi kvantittumisena ja tuollaisina naruina, joita nyppimällä voi jälkikäteen muuttaa jo tapahtuneen.

Tuo "piilomuuttujakenttä" -selitys muistuttaa kovasti kvanttifysiikan multiversumi -tulkinnan selitystä asialle. Piilomuuttujana on vain siinä tapauksessa itse multiversumi.

Lainaus vielä Wikipedian lähteestä:

"How can this be? It would seem that the "choice" to observe or erase the which-path information can change the position where the photon is recorded on the detector, even after it should have already been recorded.

One explanation of this paradox would be that this is a kind of time travel. In other words, the delayed "choice" to "erase" or "observe" the which-path information of the original photon can change the outcome of an event in the past. Another explanation would be that in fact both outcomes occur. The universe itself exists in a superposition of states in which either the original photon goes through slit A or slit B and in which the which-path information either "observed" or "erased". This is described in detail in the Everett many-worlds interpretation of quantum mechanics."

∞ = ω^(1/Ω)

Paul M
Seuraa 
Viestejä8560
Liittynyt16.3.2005

Jep. Tuossa onkin pohdittavaa. Fotoni onkin koejärjestelyssään pysyvämpi kuin ehkä tajutaan. Se voidaan jopa "vetää takaisin" ilmaisimelta eikueiku-vivulla. Eli kenttäfunktiota muutetaan jälkikäteen ja tilanne muuttuu jälkikäteen.

Hiirimeluexpertti. Majoneesitehtailija. Luonnontieteet: Maailman suurin uskonto. Avatar on halkaistu tykin kuula

Vierailija

Kaikella materiallahan on sekä hiukkas- että aaltoluonne. Niin myös ihmisellä. Aaltoluonteen osuus vain on kaiken mittaustarkkuuden ulkopuolella. Joten tuo väite, että fotoni käyttäytyisi joissain tilanteissa puhtaasti hiukkasmaisesti tai aaltomaisesti riippuen "tiedosta" menee jotensakin yli meikäläisen käsityskentän. Ainoa asia mikä tässä yhtään tuo arvauksia mihinkään suuntaan, on Heisenbergin epätarkkuusperiaate. Kun tiedetään paikka riittävän tarkasti, niin liikemäärä on hukassa.

Tarkkailtaessa siirtyy informaatiota. Sen informaation siis välittää jokin hiukkanen, yleensä fotoni. Liikemäärän säilymislain pitäisi kai olla voimassa tarkkailtavan kohteen ja tämän "informaatiofotonin" välillä. Jos paikka tiedetään tarkasti, niin näitä informaatiofotoneja on valtavasti, ja se sotkee tutkittavan kohteen liikemäärän tuntemista. Jos tiedetään tutkittavan fotonin kohdalta rako, josta se kaksoisraossa kulki, niin eikö silloin paikka ole tiedetty melko tarkasti? Siis liikemäärän täytyy olla epätarkka, vai?

En osaa selittää tätä, mutta voisiko asian ymmärtämistä jotenkin lähestyä tämän Heisenbergin epätarkkuusperiaatteen kautta, tai sivuamalla sitä jotenkin?

Lisäksi minua hämmentää se, että jos fotoni ammutaan kohti kaksoisrakoa, niin eikö se AINA mene MOLEMPIEN rakojen läpi? Osuus vain vaihtelee. Tai eikä oikeastaan edes vaihtele, koska aaltofunktio pysyy samana. Tämän pitäisi käsittääkseni seurata puhtaasti fotonin aaltoluonteesta. Aalto menee molempien rakojen läpi. Sama ilmiö havaitaan helposti myös elektronilla. Siten tuo uutinen on kyllä minustakin outo.

Maailmassa monta on ihmeellistä asiaa...

derz
Seuraa 
Viestejä2431
Liittynyt11.4.2005
Kale
Lisäksi minua hämmentää se, että jos fotoni ammutaan kohti kaksoisrakoa, niin eikö se AINA mene MOLEMPIEN rakojen läpi? Osuus vain vaihtelee. Tämän pitäisi käsittääkseni seurata puhtaasti fotonin aaltoluonteesta. Aalto menee molempien rakojen läpi. Sama ilmiö havaitaan helposti myös elektronilla. Siten tuo uutinen on kyllä minustakin outo.

Jos mittaamme, kummasta reiästä fotonit menevät läpi, niin havaitsemme niiden menevän vain jommasta kummasta reiästä kerrallaan. Mutta tällöin emme havaitse aaltojen interferenssikuviota, joka muuten syntyisi kaksoisraon taakse.

Jos taas mittaamme kummasta reiästä fotonit menivät, mutta emme itse tarkasta tätä tietoa vaan poistamme sen, niin interferenssikuvio on syntynyt. Jos taas tarkastamme saamamme informaation mitatuista fotonien reiteistä, niin interferenssikuviota ei ole syntynyt! Me siis vaikutamme itse kokeen tulokseen!

Maailma on tosiaan ihmeellinen paikka...

∞ = ω^(1/Ω)

Vierailija
derz
Kale
Lisäksi minua hämmentää se, että jos fotoni ammutaan kohti kaksoisrakoa, niin eikö se AINA mene MOLEMPIEN rakojen läpi? Osuus vain vaihtelee. Tämän pitäisi käsittääkseni seurata puhtaasti fotonin aaltoluonteesta. Aalto menee molempien rakojen läpi. Sama ilmiö havaitaan helposti myös elektronilla. Siten tuo uutinen on kyllä minustakin outo.



Jos mittaamme, kummasta reiästä fotonit menevät läpi, niin havaitsemme niiden menevän vain jommasta kummasta reiästä kerrallaan. Mutta tällöin emme havaitse aaltojen interferenssikuviota, joka muuten syntyisi kaksoisraon taakse.

Jos taas mittaamme kummasta reiästä fotonit menivät, mutta emme itse tarkasta tätä tietoa vaan poistamme sen, niin interferenssikuvio on syntynyt. Jos taas tarkastamme saamamme informaation mitatuista fotonien reiteistä, niin interferenssikuviota ei ole syntynyt! Me siis vaikutamme itse kokeen tulokseen!

Maailma on tosiaan ihmeellinen paikka...


Onko tämä ilmiö mielestäsi jollain lailla "sukua" Heisenbergin epätarkkuusperiaatteelle?

derz
Seuraa 
Viestejä2431
Liittynyt11.4.2005
Kale
Onko tämä ilmiö mielestäsi jollain lailla "sukua" Heisenbergin epätarkkuusperiaatteelle?

Epätarkkuusperiaate on kvanttimekaniikan ydin, mutta se käsittelee vain hiukkasten havaittavissa olevia ominaisuuksia. Mielestäni kokeen tulos on osoitus siitä, että kvanttimekaniikan multiversumi tulkinta on oikea tulkinta. Vain se antaa loogisen selityksen kokeen tulokselle, vaikka onkin itsessään järjenvastainen tulkinta... mutta niin on myös kokeen tulos, joten eipä sillä väliä.

∞ = ω^(1/Ω)

David
Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005

Näyttää vähän siltä, että kun tässä kokeessa käytetään "lomittuneita" so. samanaikaisia samanlähteisiä fotoneita, niin niiden yhteinen kenttä vaikuttaa lopputulokseen.

Fotoni voi ilmeisesti olla joko aaltomaisessa tilassa tai sitten pistemäisessä tilassa. Toisen fotoniparin tilan tarkistaminen vaikuttaa toisen fotoniparin ilmentymään niin, että sen tila vaihtuu aaltomaisesta hiukkasmaiseen tai päinvastoin.

Normaalissa kaksoisrakokokokeessa yksi rako pakottaisi fotonin ilmentymän pistemäiseksi ja jos käytössä on toinen rako niin se vaihtaa taas tilan aaltomaiseksi. Kolmas rako ei vaikuta enää asiaan. Jos fotoni on purkautunut aaltomaiseksi, se ei normaalisti voisi enää vaihtaa tilaansa takaisin pistemäiseksi (ilman vuorovaikutusta jonkin rajapinnan kanssa).

Lomittuneiden fotonien tila saattaa muuttaa em. käyttäytymistä niin, että muutos aaltomaisesta hiukkasmaiseen palautuu toiselle osapuolelle.
Jargoniako, ehkäpä mutta mielenkiintoista kuitenkin.

derz
Seuraa 
Viestejä2431
Liittynyt11.4.2005

Kukaan ei näemmä näe tätä asiaa yhtä ihmeellisenä, kuin minä.

"The results from Kim, et al. have shown that, in fact, observing the second photon's path will determine the particle or wavelike behavior of the first photon at the detector, even if the second photon is not observed until after the first photon arrives at the detector. In other words, the delayed choice to observe or not observe the second photon will change the outcome of an event in the past."

Vaikutamme siis MENNEESEEN tapahtumaan tarkastamalla/poistamalla tiedon toisen fotonin reitistä.

Jos kukaan ei saa "ahaa"-elämystä (tai pikemminkin "ohoo"-elämystä), olen näemmä kirjoittanut koko threadin ihan turhaan.

Tästä asiasta saisi helposti aukeaman kokoisen jutun Tiede-lehteen... sen verran outoa luonnon käyttäytymistä tuo koe tuo esille.

∞ = ω^(1/Ω)

David
Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005
derz
Kukaan ei näemmä näe tätä asiaa yhtä ihmeellisenä, kuin minä.

Vaikutamme siis MENNEESEEN tapahtumaan tarkastamalla/poistamalla tiedon toisen fotonin reitistä.

Itse näen asian niin, että emme varsinaisesti vaikuta menneeseen vaan jo emittoidun fotonin olomuotoon, joka vaihtuu vielä sen jälkeenkin kun se on jo periaatteessa saavuttanut kohteensa. Interferenssi häviää, kun lomittuneen fotonin tila vaihtuu pistemäisen ja aaltomaisen olomuodon välillä.

Tuo testi pitäisi käydä hyvin huolellisesti analysoiden läpi vaihe vaiheelta ja siihen kuluu aikaa melkoisesti.

derz
Seuraa 
Viestejä2431
Liittynyt11.4.2005

Kerropa miten se, että tarkastammeko vai poistammeko tiedon siitä, kummasta raosta fotoni meni vaikuttaa siihen, syntyykö interferenssikuviota vai ei. Toisin sanoen, jos me tiedämme kummasta raosta fotoni meni, interferenssikuvio ei synny. Jos me emme tiedä, kummasta raosta fotoni meni, interferenssikuviota ei synny. Siis meidän tietomme tai tietämättömyytemme vaikuttaa, syntyykö interferenssikuviota vai ei.

Jos kukaan ei näe tässä jonkin sortin mystiikkaa, niin jotain on mennyt pieleen.

∞ = ω^(1/Ω)

Paul M
Seuraa 
Viestejä8560
Liittynyt16.3.2005

Minä näen mystisen piilomuuttujan.

Hiirimeluexpertti. Majoneesitehtailija. Luonnontieteet: Maailman suurin uskonto. Avatar on halkaistu tykin kuula

bosoni
Seuraa 
Viestejä2704
Liittynyt16.3.2005

Ainakin tuo osoittaa, että kvanttimekaniikka ennustaa oikein tässäkin tapauksessa. (ja tulkinnasta riippumatta) Kun hiukkasen tila mitataan, niin se siirtyy uuteen tilaan. Jos ei mitata, niin ei siirry.

Jos sorruin (taas) virheeseen, niin tukka varmaan vain oli silmillä, kuten kuva osoittaa...

David
Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005
derz
Kerropa miten se, että tarkastammeko vai poistammeko tiedon siitä, kummasta raosta fotoni meni vaikuttaa siihen, syntyykö interferenssikuviota vai ei. Toisin sanoen, jos me tiedämme kummasta raosta fotoni meni, interferenssikuvio ei synny. Jos me emme tiedä, kummasta raosta fotoni meni, interferenssikuviota ei synny.

Mystistä kyllä, mutta näyttää siltä että lomittuneiden fotoneiden tapauksessa tuon tiedon hankkimisen hinta on interferenssikuvion menettäminen. Interferenssikuvio edellyttää, että hiukkaset ovat aaltomaisessa olomuodossa . Näyttää siltä, että sen tiedon hankinta vaikuttaa sen fotonin olomuotoon.

Eilen tuli TV:stä tiede juttua valosta, joskus valon tutkimisen alkuaikoina valon tulkittiin tulevan katsojan silmistä, mikä tietysti on aivan omalaatuinen ajatus. Pimeäähän ei silloin olisikaan, kummallisia ajatuksia kertakaikkiaan.

Onko asiassa kuitenkin jotain perää, vaikuttaako katsominen jotenkin havaittaviin fotoneihin. Enpä oikein jaksa uskoa.

derz
Seuraa 
Viestejä2431
Liittynyt11.4.2005
bosoni
Kun hiukkasen tila mitataan, niin se siirtyy uuteen tilaan. Jos ei mitata, niin ei siirry.



Mutta tässä on kyse vieläkin oudommasta asiasta. Vaikka mittaisimme, mistä reiästä fotonit kulkevat mutta poistamme tiedon sitä tarkastamatta (eli me emme tiedä mittauksen tulosta), olisi tilanne sama kuin emme olisi suorittaneet koko mittausta! Siis jos me emme tiedä, mistä fotonit menivät, interferenssikuvio syntyy. Jos me tiedämme, niin interferenssikuvio ei synny. Vaikka molemmat fotonit olisivat jo osuneet ilmaisimeen!

David
Onko asiassa kuitenkin jotain perää, vaikuttaako katsominen jotenkin havaittaviin fotoneihin. Enpä oikein jaksa uskoa.

Tieteessä on se hyvä puoli, että kyse ei ole uskosta, vaan havainnoista... koe todistaa, että meidän tietomme fotonin reitistä vaikuttaa siihen, tuleeko interferenssiä vai ei. Ja siis edelleen, vaikka mittalaitteet olisivat rekiteröineet fotonien reitit, mutta jos me poistamme tiedon fotonien reiteistä, olisi sama kuin koko mittausta ei olisi tapahtunutkan.

∞ = ω^(1/Ω)

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat