----------------------------------- Calin Pop 05 Ian 2007 19:57 Does God Play Dice? ----------------------------------- Aceste rinduri (cel putin o parte din ele) le-am scris acum aproape un an pe un alt forum. Pentru ca, mie cel putin, mi se pare interesant si pentru ca sper sa intereseze si pe altii, am sa imi permit sa fac aici o sinteza a topicului respectiv si sa prezint concluzia trasa de mine la sfirsitul lui. Probabil ca multi dintre noi au deja raspunsul la intrebarea din titlu, sint curios daca el corespunde cu al meu :) As vrea sa vedem stadiul actual al interpretarilor din mecanica cuantica si modul in care acestea au evoluat de-a lungul celor 105 de ani de cind, in 1900, Planck facea publica celebra formula a spectrului radiatiei corpului negru, formula ce a pornit revolutia cuantica. Cu numai aproape 30 ani in urma, fizicienii vremii sperau, dupa descoperirea ecuatiilor cimpului electromagnetic ale lui Maxwell, ca va urma o lunga perioada linistita in care singura lor grija va fi cresterea zecimalelor cu care se vor efectua masuratorile. In 1871 lucrurile se prezentau roz, ecuatiile mecanicii clasice si ale electrodinamicii pareau sa descrie toate fenomenele din natura. Totusi, o umbra statea sa apara peste tot acest peisaj feeric. Energia necesara incalzirii unui corp rece era mai mica decit cea calculata iar spectrul energiei radiate de un corp incins era diferita de cea prezisa de teorie. Din contra, calculele duceau la asa-numita catastrofa violeta: radiatia emanata in spectrul de energii inalte de un simplu semineu ne-ar orbi pur si simplu! Situatia a fost salvata de Planck, care, printr-un artificiu matematic, a considerat ca energia poate fi emisa sau absorbita doar in portii definite, numite cuante. Atunci i s-a parut si lui ceva extrem de bizar. Einstein, in 1905, a dus ideea pina la capat (a numit cuantele – fotoni) si pe baza ei a explicat efectul fotoelectric, atit de folosit azi in viata de zi cu zi. In 1911 fizicienii intra intr-o alta incurcatura, incercind sa explice modelul atomic (planetar) al lui Rutherford. Pentru electronul ce orbita in jurul nucleului teoria electrodinamica prezicea emisia energiei prin radiatie si caderea lui rapida pe nucleu. Bohr a fost cel care, in 1913, a postulat faptul ca impulsul electronilor este cuantificat si deci electronul nu poate avea decit energii bine definite. Pentru a trece de pe un nivel pe altul, electronul trebuia sa emita sau sa absoarba un foton avind exact diferenta de energie dintre cele doua nivele. Daca electronul se afla pe orbita cu cea mai joasa energie, atomul era stabil. Dar modelul lui Bohr explica spectrele de emisie doar pentru atomii cu un singur electron! In 1923, de Broglie a propus o solutie in teza sa de doctorat: si electronii pot fi considerati unde stationare. Acestea, ca orice unde stationare, pot avea doar anumite frecvente bine stabilite. De Broglie si-a luat atunci doctoratul, comisia de examinare luind in considerare opinia favorabila a lui Einstein. Citiva ani mai tirziu Schrodinger producea ecuatia acestor unde –functia de unda-, in paralel cu formularea echivalenta in limbajul matricilor a lui Born si Heisenberg. Pe baze matematice puternice, teoria cuantica a facut progrese remarcabile, si prin introducerea pricipiului de excluziune a lui Pauli. Imediat au fost explicate spectre pentru atomi sau molecule complexe, s-au explicat modul in care iau nastere reactiile chimice. Totul decurgea perfect, natura era explicata asa de bine, insa, paradoxal, cu ajutorul unor notiuni din ce in ce mai abstracte si mai departate de bunul simt al oamenilor de rind. Se punea deci intrebarea: ce inseamna functia de unda descrisa de ecuatia lui Schrodinger, ce exista in spatele ei? Aceasta necunoscuta aflata in inima mecanicii cuantice ramine o enigma potenta, un subiect controversat chiar si in zilele noastre. Voi incerca in posturi urmatoare sa prezint stadiul ipotezelor asupra realitatii (daca exista vreuna) modelate de teoria cuantica si modul in care acestea produc efecte in alte domenii ale fizicii sau filosofiei. Si, bineinteles, sa vedem daca lui Dzeu ii plac zarurile... Interpretarile ontologice ale teoriei cuantice pot fi impartite in 6 grupe. Le voi prezenta foarte pe scurt dupa numele celui care le-a sustinut primul sau mai fervent. 1.Bohr Bohr, pe linga formalismul teoriei cuantice, introduce in joc aparatul de masura, guvernat de mecanica clasica. Sistemul combinat S+A (aparat de masura A impreuna cu fenomenul masurat S) reprezinta un alt sistem, care nu poate fi descris nici de mecanica clasica, nici de cea cuantica. De exemplu, daca avem doua aparate A1 si A2 care masoara pozitia, respectiv impulsul unui electron S, fenomenele S+A1 si S+A2 sint doua fenomene diferite. Ele nu pot fi combinate pentru a descrie un electron caruia i se cunosc simultan pozitia si impulsul. Cele doua descrieri sint complementare. Bohr afirma: teoria cuantica impreuna cu electrodinamica ofera doar modul de calcul pentru rezultatul unui experiment realizat in conditii bine definite de mecanica clasica. Bohr renunta la orice incercare de vizualiza fenomenul fizic care ar sta la baza acestui mod de calcul. Spre deosebire de electrodinamica (unde cimpurile in spatiul gol au o semnificatie fizica spre deosebire de mediul care le suporta), mecanica cuantica spune: corelatiile au realitate fizica, spre deosebire de fenomenele pe care le coreleaza. 2.Heisenberg Pentru Heisenberg, functia de unda (ea reprezinta partea ondulatorie a naturii) impreuna cu toate observabilele reprezinta o probabilitate obiectiva a unui eveniment real. Acest eveniment real reprezinta partea corpusculara a naturii. Aici ia nastere conceptul de colapsare a functiei de unda, cind masurarea face ca probabilitatea sa se modifice brusc si, din toate evenimentele posibile, sa fie ales evenimentul real. In acest caz sistemul combinat A+S este descris de mecanica clasica. 3.Von-Neumann Atit aparatul de masura cit si fenomenul masurat sint descrise de macanica cuantica, sistemul A+S fiind descris de superpozitia celor doua functii de unda ale A si S. Pentru Von-Neumann colapsarea are loc in momentul in care informatia este interpretata de mintea umana. 4.de Broglie-Bohm In 1927 de Broglie propune un model realistic cazual prin introducerea asa-numitei unde-pilot, idee respinsa cu vehementa de grupul de la Copenhaga. De Broglie renunta la idee, nefiind sustinut nici macar de Einstein (care era impotriva interpretarilor grupului de la Copenhaga). In 1952, Bohm, independent de de Broglie, vine cu aceeasi idee, de data aceasta reusind sa faca fata opozitiei. In teoria sa, Bohm spune ca un obiect cuantic are ambele proprietati, de particula (are o traictorie bine definita) si de unda in acelasi timp (functia de unda, guvernata de ecuatia Schrodinger, este folosita pentru a calcula viteza). Dinamica aceasta este determinista (totusi diferita de cea clasica), in sensul ca daca stim pozitia si functia de unda la un moment dat, le putem cunoaste la in orice moment ulterior. Probabilitatile cuantice apar in acest model din imposibilitatea nostra de a controla pozitia. Tot ce putem face este sa consideram la momentul zero un ansamblu statistic cu o anumita distributie pozitionala si apoi, pe baza functie de unda, sa calculam probabilitatea de distributie la un moment ulterior. 5.Everett In 1957, Everett a fost primul care a propus o interpretare in care ecuatia lui Schrodinger ofera o descriere completa descriere a naturii, fara nici o alta ipoteza suplimentara. Spre deosebire de interpretarea de la Copenhaga, aparatul de masura este descris in termenii mecanicii cuantice. Spre deosebire de interpretarile Von-Neumann si Heisenberg, nu exista nici un proces de colapsare. Este o interpretare unitara, care nu descrie diferit sistemul cuantic si aparatul de masura. B.deWitt a preluat si popularizat interpretarea, denumind-o "the many-world interpretation", MWI. Cind are de ales intre doua evenimente cu anumite probabilitati, universul se imparte in doua, fiecare dintre ele urmindu-si cursul cu probabilitatea data de ecuatia Schrodinger. Universul in care traim ar fi o superpozitie a tuturor posibililelor universuri ce s-au format de-a lungul timpului, cu fiecare observatie. Functia de unda nu colapseaza niciodata, diferitele ei componente continua sa traiasca in universuri diferite. 6.Teoria istoriilor cuantice consistente (Quantum history approach) Un sistem cuantic inchis este reprezentat de un spatiu Hilbert si tot ce se poate spune despre acest spatiu la un moment dat este reprezentat de un subspatiu al acestui spatiu. Cu alte cuvinte, nu exista variabile ascunse. O istorie este reprezentata de un set de astfel de subspatii. O istorie face parte dintr-o familie de istorii consistente daca acesteia i se poate atasa o probabilitate. Istoriile inconsistente nu au nici un sens in aceasta teorie. In cadrul unei familii de istorii consistente, similar unei secvente din cadrul teoriei stohastice clasice, doar una si numai una dintre ele se poate pune in valoare, cu o anumita probabilitate. Conditiile de consistenta si probabilitatea aparitiei unei istorii in familia de care apartine sint date de si calculate prin evolutia in timp a ecuatiei lui Schrodinger. Masuratorile nu au nici o importanta in aceasta teorie, valorile masurate preexista in spatiul Hilbert. Pentru a ajunge la variabilele ascunse si inegalitatea lui Bell as vrea sa discutam despre un experiment, al lui Hardy. Pentru a intelege experimentul mental al lui Hardy, sa incepem cu unul mai simplu: vezi poza 1 O sursa S "trage" cu fotoni, unul cite unul, spre lama semitransparenta BS1. Dupa ce fotonii sint reflectati in unghi drept spre lama semitransparenta BS2, ei sint detectati cu doua aparate, F si G. Avem doua cazuri: 1. daca lama BS2 este prezenta, doar F va detecta fotoni, in timp ce in G nu va intra nici un foton 2. daca se scoate lama BS2, detectorii F si G vor detecta fiecare cu o probabilitate de 1/2 fotonii Se poate spune ca lama BS2 reface fotonul prin interferenta, in lipsa acesteia fotonul alegind drumul a-b-d-g sau a-c-e-f cu aceeasi probabilitate. In cazul 1 se pune in evidenta caracterul de unda al fotonului iar in cazul 2 cel de corpuscul. Ce e mai interesant in acest experiment este ca, lungind corespunzator traseul fotonilor, lama semitransparenta BS2 se poate aseza in locul ei imediat dupa ce fotonii au trecut de lama BS1 dar inainte ca ei sa ajunga la punctul de interferenta BS2. Putem hotari astfel, dupa ce fotonul (functia lui de unda) s-a splitat prin BS1, cum vor ajunge ei in BS2: ca unda sau ca si corpuscul? Pentru a raspunde la aceasta intrebare am sa trec la experimentul Hardy, care dubleaza experimentul de mai sus, dar foloseste doua surse, una de electroni si alta de pozitroni: vezi poza 2 Deocamdata am sa spun ce aduce in plus acest experiment fata de cel precedent: posibilitatea anihilarii in punctul P (echivalenta cu probabilitatea egala cu 1 ca e- si e+ sa parcurga traiectoriile care se intersecteaza) duce la o probabilitate nenula de detectie in G+ si G-, chiar cu BS2+- instalate. Asta rezulta din calcule relativ simple. Fac o paranteza: noi aici nu discutam despre posibilitatea ca formalismul mecanicii cuantice sa fie eronat. Chiar daca interpretarile sint diferite sau chiar complementare, este unanim acceptat ca legile ei reflecta "realitatea". Vreau sa zic deci ca nu se pune problema ca ceea ce calculam in experimentele mentale sa nu corespunda cu experimentele reale. Inchid paranteza. Daca ambii detectori G inregistreaza, e clar ca anihilarea nu a avut loc. Din punct de vedere semiclasic, putem spuna ca: daca electronul a parcurs traseul a-c-e, atunci pozitronul a parcurs traseul a-b-d. Asta pentru ca daca ar fi parcurs si pozitronul traseul a-c-e, cele doua particule nu s-ar fi influentat reciproc si deci nu ar fi avut de ce detectorii G sa inregistreze ceva (ca si cum cele doua interferometre ar fi functionat separat). Definim functiile Fa-=0, daca detectorul F- detecteaza un electron, cu BS2- Fa+=0, daca detectorul F+ detecteaza un pozitron, cu BS2+ Fb-=0, daca detectorul F- detecteaza un electron, fara BS2- Fb+=0, daca detectorul F+ detecteaza un pozitron, fara BS2+ la fel pentru detectorul G Se pot calcula (daca vrea cineva, putem intra in detalii) probabilitatile cu care detectorii sa inregistreze ceva, in patru cazuri: 1) fara BS2+ si BS- => Fb+*Fb-=0, adica probabilitatea ca detectorii F sa inregistreze deodata ceva este nula (dupa cum am vazut intr-un post anterior) 2) cu BS2+ si fara BS2- => daca Ga+=1 atunci Fb-=1 cu probabilitatea 1/8 3) cu BS2- si fara BS2+ => daca Ga-=1 atunci Fb+=1 cu probabilitatea 1/8 4) cu BS2- si cu BS2+ => Ga-*Ga+=1 cu probabilitatea 1/16, adica probabilitatea ca ambii detectori G sa inregistreze ceva este 1/16, cu lamele semitransparente in calea particulelor Si acum sa vedem ce inseamna de fapt realismul si localismul (separabilitatea) din spatele mecanicii cuantice, in care credea (spera) Einstein. Realismul (determinismul) presupune existenta unor variabile ascunse, notate generic cu lambda, de care sa depinda (si numai de ele) traiectoriile particulelor. Localismul presupune ca traiectoriile particulelor sa nu depinda de, de exemplu, faptul ca exista sau nu lamele semitransparente BS2. Din ipoteza localismului rezulta ca putem face abstractie de indicii a si b din defintiile celor patru functii Exista deci probabilitatea nenula ca G+=G-=1 => F-=F+=1 => F-*F+=1 dar, dupa cum am vazut la pct.1, F-*F+=0 Avem deci o contradictie din care rezulta ca functiile F si G nu pot depinde doar de variabilele ascunse Sau ca mecanica cuantica contrazice realismul local. Acest experiment reprezinta demonstratia teoremei Bell fata inegalitati. Am tinut sa o prezint in locul inegalitatii Bell pentru ca e mai simpla si rezultatul e acelasi: God does play dice! ----------------------------------- Abel Cavași 05 Ian 2007 21:00 ----------------------------------- Felicitări pentru această sinteză foarte interesantă! Sunt nerăbdător să o aprofundez. :D ----------------------------------- Alexandru Rautu 05 Ian 2007 23:01 ----------------------------------- Does God Play Dice? Poate joaca zaruri, dar spre deosebire de noi (oamenii) el stie ce numere vor iesi. :D Indeterminismul ce apartine fizicei cuantice este un indeterminism subiectiv. El trebuie sa fie legat de ceva, astfel indeterminismul n-are nici un sens; si aici el se leaga de propria nostra incapacitate de a urmari traiectorile atomilor individuali si de a prevedea comportarea lor. Daca spui ca sosirea unui tren in gara ( sa zicem din Japonia ca acela vine la ore mai exacte in comparatie cu cele din Romania :) ) este nedeterminata inseamna a spune un nonsens daca nu spui in raport cu ce este nedeterminata. Daca trenu soseste in gara, sosirea e determinata de ceva. Acelasi lucru este valabil despre traiectoriile atomilor. Eu nu neg faptul ca acesta teorie reprezinta un progres semnificativ al cunoasterii fizice, dar nu pot accepta ca acesta teorie sa fie luata drept o teorie completa. Prin faptul ca inca nu a fost descoperita o teorie care sa descrie realismul local, asta nu inseamana ca QM descrie in totalitate fenomenele fizice. P.S. Nu e Einstein in viatza :( ca ce-ar face el :D ... ----------------------------------- Calin Pop 06 Ian 2007 01:58 ----------------------------------- Does God Play Dice? Poate joaca zaruri, dar spre deosebire de noi (oamenii) el stie ce numere vor iesi. :D Indeterminismul ce apartine fizicei cuantice este un indeterminism subiectiv. El trebuie sa fie legat de ceva, astfel indeterminismul n-are nici un sens; si aici el se leaga de propria nostra incapacitate de a urmari traiectorile atomilor individuali si de a prevedea comportarea lor. Daca spui ca sosirea unui tren in gara ( sa zicem din Japonia ca acela vine la ore mai exacte in comparatie cu cele din Romania :) ) este nedeterminata inseamna a spune un nonsens daca nu spui in raport cu ce este nedeterminata. Daca trenu soseste in gara, sosirea e determinata de ceva. Acelasi lucru este valabil despre traiectoriile atomilor. Eu nu neg faptul ca acesta teorie reprezinta un progres semnificativ al cunoasterii fizice, dar nu pot accepta ca acesta teorie sa fie luata drept o teorie completa. Prin faptul ca inca nu a fost descoperita o teorie care sa descrie realismul local, asta nu inseamana ca QM descrie in totalitate fenomenele fizice. pai tocmai asta spune experimentul lui Hardy sau inegalitatea lui Bell: anume ca exista cazuri cind atomii nu au o traiectorie anume! Sint cazuri in care ele nu pot fi determinate, pentru ca daca ar fi determinate s-ar ajunge la nonsensuri logice. Indeterminismul nu este unul subiectiv. Daca pastram logica in functiune, faptul ca nu pot exista variabile ascunse locale ne arata ca un Dzeu local nu poate stii dinainte ce numere vor iesi. ----------------------------------- Abel Cavași 06 Ian 2007 12:30 ----------------------------------- Notațiile care apar în al doilea desen sunt foarte greu de urmărit (cel puțin pentru mine). Dar asta nu înseamnă că nu mă mai chinui. Problema ridicată de topic ar putea fi abordată mai simplu. Se pune problema dacă un Dumnezeu care știe totul ar avea incertitudini impuse de mecanica cuantică atunci când ar da cu zarurile. Deci, un asemenea observator, care știe tot, ar putea ști ce zaruri vor ieși? TopcatBV (și întreaga mecanică cuantică) sugerează că niciun observator nu poate ști ce numere vor ieși pe zaruri. Eu, ca și Einstein, susțin că un observator care știe tot (dar nu înseamnă că există un asemenea observator) știe ce numere vor ieși, deci mecanica cuantică nu este o teorie completă pentru că nu poate explica de unde știe acest observator ce numere vor ieși. ----------------------------------- Doru Dragan 06 Ian 2007 12:36 ----------------------------------- Stiu ca e greu de inghitit dar trebuie sa incercam sa ne obisnuim cu gandul asta. Zilele mecanicismului rationalis/determinist s-au dus demult. Nu numai ca omul nu este buricul Universului, nu numai ca nu poate stii si stapani totul dar exista si legi care demonstreaza ca acest lucru nu va fi posibil nicicand. :( Trebuie sa ne multumim cu ceea ce avem si putem. ----------------------------------- Abel Cavași 06 Ian 2007 12:48 ----------------------------------- Bine, Doru, tu spui ce au mai spus atâția alții, dar vezi că nu a fost convingători. Pentru că noi (cei care vrem să știm mai multe) nu am înțeles de unde vine această nedeterminare. De ce nu știm, de exemplu, ce influență poate avea un aparat de măsură asupra fenomenului observat? De ce nu sunt suficiente calculele pentru a putea stabili cum este influențat fenomenul de către aparat prin procesul de observare? ----------------------------------- Doru Dragan 06 Ian 2007 12:53 ----------------------------------- Cred ca suntem pe teritoriul filozofiei aici,nu cred ca mai e vorba despre fizica si de aceea raspunsul poate suna: Non licet bovis, qvod licet Jovis Atata doar ca citind prea mult despre Einstein unii isi fac vise erotice ca ei n-ar avea nici o legatura cu bovis. Ceea ce e fals. In cadrul sistemului solar suntem niste organisme (la fel ca microbii) care au aparut pe suprafata unui graunte de praf (Pamantul e infim de mic fata de intreg sistemul) cu pretentii de zei. ----------------------------------- Abel Cavași 06 Ian 2007 12:57 ----------------------------------- Suntem pe teritoriul filosofiei, dar al filosofiei Fizicii. Deocamdată mi se pare bun locul acestui topic. ----------------------------------- Calin Pop 06 Ian 2007 17:55 ----------------------------------- Notațiile care apar în al doilea desen sunt foarte greu de urmărit (cel puțin pentru mine). Dar asta nu înseamnă că nu mă mai chinui. eventual cauta pe net despre exp. Hardy, sint sigur ca gasesti multe pagini Se pune problema dacă un Dumnezeu care știe totul ar avea incertitudini impuse de mecanica cuantică atunci când ar da cu zarurile. Deci, un asemenea observator, care știe tot, ar putea ști ce zaruri vor ieși? TopcatBV (și întreaga mecanică cuantică) sugerează că niciun observator nu poate ști ce numere vor ieși pe zaruri. Eu, ca și Einstein, susțin că un observator care știe tot (dar nu înseamnă că există un asemenea observator) știe ce numere vor ieși, deci mecanica cuantică nu este o teorie completă pentru că nu poate explica de unde știe acest observator ce numere vor ieși. Din fizica actuala rezulta clar ca nu poate exista un observator care sa stie tot. Deci intrebarea ta nu are nici un sens fizic. ----------------------------------- Abel Cavași 06 Ian 2007 18:14 ----------------------------------- Din fizica actuala rezulta clar ca nu poate exista un observator care sa stie tot. Deci intrebarea ta nu are nici un sens fizic. Atunci nu poate exista nici Dumnezeu care este, prin definiție, un observator care știe tot. Și, mai grav, nici topicul tău nu are atunci obiect. ----------------------------------- Abel Cavași 07 Ian 2007 09:59 ----------------------------------- Mai există o concluzie pe care o putem obține prin raționamente logice asupra experimentului de interferență. Știm cu toții că figura de difracție nu apare cu o singură fantă. Asta înseamnă că figura de difracție nu apare decât atunci când în calea fotonului se interpune substanță. Deci fotonul singur nu este suficient pentru apariția figurii de difracție. Putem raționa și mai departe. Fotonul nu poate ocoli substanța dintre fante în așa fel încât să meargă printr-o singură fantă? Dacă fotonul ar putea ocoli substanța în acest fel, atunci am pierde dreptul de a mai considera că avem două fante apropiate. Așa că, în ipoteza că fantele sunt suficient de apropiate încât să putem admite că ambele contribuie la realizarea experimentului, atunci ne rămâne varianta că fotonul nu poate ocoli substanța. Dar dacă fotonul nu poate ocoli substanța dintre fante, înseamnă că el nu poate fi considerat punctiform, deci se manifestă pe o întreagă suprafață. Aceasta este cea mai importantă concluzie pe care o putem trage din studiul figurii de difracție, dar ea contravine Fizicii actuale. ----------------------------------- Abel Cavași 07 Ian 2007 10:22 ----------------------------------- Am încercat să aprofundez diagramele, dar m-am lovit de următoarea nedumerire: Avem doua cazuri: 1. daca lama BS2 este prezenta, doar F va detecta fotoni, in timp ce in G nu va intra nici un foton 2. daca se scoate lama BS2, detectorii F si G vor detecta fiecare cu o probabilitate de 1/2 fotonii Se poate spune ca lama BS2 reface fotonul prin interferenta, in lipsa acesteia fotonul alegind drumul a-b-d-g sau a-c-e-f cu aceeasi probabilitate. In cazul 1 se pune in evidenta caracterul de unda al fotonului iar in cazul 2 cel de corpuscul. Dacă lama BS2 este prezentă, fotonii nu pot urma și drumul a-b-d-g ca să ajungă în detectorul G? Trebuie să luăm în considerare și polarizarea fotonilor? ----------------------------------- Calin Pop 07 Ian 2007 14:27 ----------------------------------- Din fizica actuala rezulta clar ca nu poate exista un observator care sa stie tot. Deci intrebarea ta nu are nici un sens fizic. Atunci nu poate exista nici Dumnezeu care este, prin definiție, un observator care știe tot. Și, mai grav, nici topicul tău nu are atunci obiect. Da, insa nu inteleg ce e asa de grav (n-as vrea sa intram in discutii teologice aici). ----------------------------------- Calin Pop 07 Ian 2007 14:32 ----------------------------------- Dar dacă fotonul nu poate ocoli substanța dintre fante, înseamnă că el nu poate fi considerat punctiform, deci se manifestă pe o întreagă suprafață. Aceasta este cea mai importantă concluzie pe care o putem trage din studiul figurii de difracție, dar ea contravine Fizicii actuale. Ai tras o concluzie excelenta, anume ca fotonul (ca dealtfel nici o particula elementara) nu e punctiform. Uite un post pe care l-am scris mai demult chiar despre marimea unui foton: Lumina. Cit de mare e fotonul. Mecanica cuantica ne ofera o (nu doua) descriere a proceselor fizice, dualitatea unda-corpuscul. Noi aplicam ideile noastre clasice pentru reprezenta un corpuscul sau o unda. O particula clasica, asemenea unui bob de griu, are un volum bine definit in spatiu. In schimb o unda e intinsa intr-un spatiu de regula imens. Lumina e formata din fotoni. Un foton in mecanica cuantica nu are o forma si intindere spatiala bine definita, deci fotonul NU e o paticula clasica. El e definit ca un pachet de energie. Adica, in coordonate energetice, el e definit ca un punct, dar nu are dimensiuni bine definite in spatiul real. Deci cind vorbim de “dimensiunea” unui foton trebuie sa ne situam in spatiul energetic. Cea mai uzuala explicatie pentru dualismul corpuscul-unda este ca lumina se comporta ca unda in experimente ca cel cu fanta dubla si ca o multime de corpusculi in, de exemplu, efectul fotoelectric. Singura marime pe care am putea-o numi “dimensiunea” unui foton ar fi latimea transformatei Fourier a functiei de unda in spatiul impulsurilor (ec.Schrodinger), echivalenta cu incertitudinea in pozitie rezultata din relatia Heisenberg. Pentru ca aceatsa poate fi si zero (facind abstractie acum de efecte la scara Planck), are un sens sa denumim foton particula punctiforma. Relatia lui Heisenberg ne spune ca incertitudinea in pozitie e proportionala cu lungimea de unda. Deci are sens sa intelegem prin lungimea de unda marimea unui foton. De aceea putem spune ca microundele (cu lungimea de unda de ordinul centimetrilor) generate in cuptorul cu microunde nu vor scapa prin reteaua metalica cu ochiuri de citiva milimetri. ----------------------------------- Alexandru Rautu 07 Ian 2007 14:39 ----------------------------------- pai tocmai asta spune experimentul lui Hardy sau inegalitatea lui Bell: anume ca exista cazuri cind atomii nu au o traiectorie anume! Sint cazuri in care ele nu pot fi determinate, pentru ca daca ar fi determinate s-ar ajunge la nonsensuri logice. Indeterminismul nu este unul subiectiv. Daca pastram logica in functiune, faptul ca nu pot exista variabile ascunse locale ne arata ca un Dzeu local nu poate stii dinainte ce numere vor iesi. Aici este in joc confuzia ce se face dintre lumea subiectiva si lumea obiectiva, iar in cazul fizicii cuantice este indeterminismul este unul subiectiv. Si am mai zis ca in joc sta chiar propria noastra capacitate de intelegere a fenomenelor microscopice, nu stiu cat de sigur putem fi ca inteleg pe deplin acele experimente. ----------------------------------- Calin Pop 07 Ian 2007 14:45 ----------------------------------- Am încercat să aprofundez diagramele, dar m-am lovit de următoarea nedumerire: Avem doua cazuri: 1. daca lama BS2 este prezenta, doar F va detecta fotoni, in timp ce in G nu va intra nici un foton 2. daca se scoate lama BS2, detectorii F si G vor detecta fiecare cu o probabilitate de 1/2 fotonii Se poate spune ca lama BS2 reface fotonul prin interferenta, in lipsa acesteia fotonul alegind drumul a-b-d-g sau a-c-e-f cu aceeasi probabilitate. In cazul 1 se pune in evidenta caracterul de unda al fotonului iar in cazul 2 cel de corpuscul. Dacă lama BS2 este prezentă, fotonii nu pot urma și drumul a-b-d-g ca să ajungă în detectorul G? cind lama BS2 este prezenta, faptul ca numai F detecteaza fotoni, inseamna ca fotonul a urmat ambele drumuri. clasic, fotonul ar putea urma si drumul de care zici. insa aici fizica clasica nu functioneaza. Trebuie să luăm în considerare și polarizarea fotonilor? ----------------------------------- zoth 07 Ian 2007 16:03 ----------------------------------- Ai tras o concluzie excelenta, anume ca fotonul (ca dealtfel nici o particula elementara) nu e punctiform. de-a dreptul epocala am putea spune!!! :D orice copil invata la scoala despre dualitatea unda-corpuscul. ce e atat de nou si extraordinar in aceasta concluzie? Deci are sens sa intelegem prin lungimea de unda marimea unui foton. De aceea putem spune ca microundele (cu lungimea de unda de ordinul centimetrilor) generate in cuptorul cu microunde nu vor scapa prin reteaua metalica cu ochiuri de citiva milimetri. iarasi o concluzie super stiuta si de teoreticieni si de practicieni, altfel nu-i asa, cuptorul cu microunde ne-ar fi omorat demult! in microunde orice practician stie ca o plasa metalica a carei ochiuri sunt mai mici de lambda/20 este vazuta de radiatia in cauza ca o suprafata continua. asa se explica si constructia antenelor parabolice din plasa metalica pentru unele domenii de frecventa. in optica, o suprafata cu discontinuitati mai mici decat lambda/20 este considerata deja o suprafata fara repros. topicul e interesant, dar ar fi si mai interesant daca l-ati feri de fanteziile descoperirii "apei calde". ----------------------------------- Calin Pop 07 Ian 2007 16:52 ----------------------------------- Ai tras o concluzie excelenta, anume ca fotonul (ca dealtfel nici o particula elementara) nu e punctiform. de-a dreptul epocala am putea spune!!! :D orice copil invata la scoala despre dualitatea unda-corpuscul. ce e atat de nou si extraordinar in aceasta concluzie? Ce bine ar fi daca toata lumea si-ar aduce aminte ce a invatat la scoala! Extraodinara nu e neaparat concluzia in sine, ci modul in care a fost trasa, pe baza unor rationamente simple, fara sa isi fi adus aminte direct de concluzia invatata in scoala. ----------------------------------- Abel Cavași 07 Ian 2007 20:13 ----------------------------------- Dragul meu zircon. Concluzia privind nepunctiformitatea fotonului contravine Fizicii învățate la școală. La școală se învață că fotonul este ”ceva” ce are ”dualitate undă – corpuscul”, dar acest termen nu înseamnă nimic. Nimeni nu știe ce înseamnă această dualitate! Tocmai de aceea subiectul este atât de controversat. Mai concret, la școală se spune că în anumite experiențe (în care una dintre cele două fante este acoperită), fotonul se manifestă ca și un punct, deci urma lui pe ecran este un punct, iar în alte experiențe (complementare, deci singurele posibile care să fie diferite de primele) (în care nu este acoperită niciuna dintre cele două fante), fotonul se manifestă ca și o undă, deci urma lui pe ecran este o figură de difracție. Dar acest comportament nu a putut fi unificat nici până în prezent. De aceea spun că nu știe nimeni ce înseamnă această dualitate. Problema este uriașă pentru că experiențele ne buimăcesc, nepermițându-ne să înțelegem cum arată un foton. Propunerea mea a fost mișcarea elicoidală a fotonului. Această mișcare explică de ce, când acoperim o fantă, urma pe ecran este un punct, iar când sunt accesibile ambele fante (cu distanța dintre ele de ordinul razei elicei fotonului), fotonul poate intra ”cu toată elicea”, deci se comportă așa cum se comportă o undă electromagnetică polarizată. ----------------------------------- Doru Dragan 07 Ian 2007 21:24 ----------------------------------- E aceeasi apa calda la care s-a mai adaugat un pic de spumant :D ----------------------------------- IACOB DUMITRU 08 Ian 2007 09:24 ----------------------------------- Domnule Dragon, vă admir pentru realismul dumneavoastră. Abel a scris: “Dragul meu zircon. Concluzia privind nepunctiformitatea fotonului contravine Fizicii învățate la școală. La școală se învață că fotonul este ”ceva” ce are ”dualitate undă – corpuscul”, dar acest termen nu înseamnă nimic. Nimeni nu știe ce înseamnă această dualitate! Tocmai de aceea subiectul este atât de controversat.” Abel, te asigur că sunt oameni care știu ce înseamnă această dualitate. Mai mult decât atât, fotonul are o formă destul de bine definită și este întotdeauna volumic (volumul său nu poate fi niciodată nul). Fenomenul de autoinducție ce definește acest corpuscul nu poate fi niciodată stopat, iar domeniul său de definire este limitat în spațiu. Deci fenomenul de autoinducție este indestructibil (denotă un caracter corpuscular și evident ondulatoriu), dar aceste detalii nu pot fi descrie în câteva rânduri. Știu că pot deveni enervant, dar, în acest caz, vă recomand să studiați cu multă atenție lucrarea mea. ----------------------------------- Calin Pop 08 Ian 2007 18:08 ----------------------------------- Trebuie sa fiu de acord in principiu cu Abel, in sensul ca unui foton nu i se poate atribui o forma. "Marimea" de care am vorbit inainte ar fi o caracteristica clasica a lui, nu una cuantica. Personal, prefer interpretarea Bohr (adica fara interpretare, doar formulele matematice). ----------------------------------- Alexandru Rautu 08 Ian 2007 23:57 ----------------------------------- Abel, te asigur că sunt oameni care știu ce înseamnă această dualitate. Mai mult decât atât, fotonul are o formă destul de bine definită și este întotdeauna volumic (volumul său nu poate fi niciodată nul). Fenomenul de autoinducție ce definește acest corpuscul nu poate fi niciodată stopat, iar domeniul său de definire este limitat în spațiu. Deci fenomenul de autoinducție este indestructibil (denotă un caracter corpuscular și evident ondulatoriu), dar aceste detalii nu pot fi descrie în câteva rânduri. Chiar ca nu se invatza nicaieri la scola asa ceva :D ... poate pe la metafizica domnului Iacob ... dar din pacate pentru domnul Iacob ... n-are cum sa apara asa ceva prin scoli ... Numai bine ... ----------------------------------- IACOB DUMITRU 09 Ian 2007 07:55 ----------------------------------- Rautu, nu este vorba de nici o metafizică și din păcate cei tineri sunt privați de prezentarea în școli a unor astfel de idei. Te asigur că asemenea afirmații nu sunt nici pe departe false. Forma fotonului este determinată de imaginea unei tendințe de dezvoltare absolut asimetrică și este desigur într-o permanentă modificare (dar oferă în orice moment suficiente detalii pentru a o cataloga ca și formă unică). Știu că nu se prezintă astfel de informații în școli, dar ai suficiente detalii în lucrarea "Armonia Universului fizic" și te asigur că nu eu sunt acela care are ceva de pierdut. Din punctul meu de vedere, este realmente jenant să se neglijeze cu bună știință informațiile oferite de o astfel de teorie. ----------------------------------- Alexandru Rautu 09 Ian 2007 18:25 ----------------------------------- Te asigur că asemenea afirmații nu sunt nici pe departe false. Forma fotonului este determinată de imaginea unei tendințe de dezvoltare absolut asimetrică și este desigur într-o permanentă modificare (dar oferă în orice moment suficiente detalii pentru a o cataloga ca și formă unică). Știu că nu se prezintă astfel de informații în școli, dar ai suficiente detalii în lucrarea "Armonia Universului fizic" și te asigur că nu eu sunt acela care are ceva de pierdut. :lol: Eu sper ca glumeti ... haidetzi sa nu stricam topicul asta ... fotonu tot foton ramane ... ----------------------------------- IACOB DUMITRU 10 Ian 2007 07:50 ----------------------------------- Rautu a spus: "Eu sper ca glumeti ... haidetzi sa nu stricam topicul asta ... fotonu tot foton ramane ..." Eu am facut aceste afirmații tocmai din dorința de a salva acest topic și Fizica în general, dar nu înțeleg afirmația ta: "fotonu tot foton ramane ..." Am dat eu informații greșite despre foton? Aveți voi informații sigure că fotonul ar avea forma unui punct? Ai cumva contraargumente asupra ideilor mele despre foton? Contravin ideile mele posibilităților reale de desfășurare a unui comportament specific fotonilor și nu numai? Dacă da, vărog să îmi aduceți la cunoștință eventualele inconveniente. Dacă nu, vă rog să luați mai în serios aceste idei (de altfel, ele sunt susținute din punct de vedere teoretic și implicit de orice experiment). Continuarea acestei discuții a fost mutată la topicul ”Ce susține Iacob Dumitru” în 17 ianuarie 2007 în jurul orei 8:20.