Jarek Duda

"Cofnięcie CPT" jest tylko w naszej głowie - korzystając z tego że twierdzenie CPT mówi że fizyka działa tak samo przed i po poddaniu tej symetrii, więc dla zrozumienia warto spojrzeć na sytuację z obu perspektyw: oryginalnej i poddanej CPT. Twierdzenie CPT mówi że jeśli przygotujemy jakąś sytuację poddaną symetrii CPT, to zachowanie będzie jak CPT z oryginalnego. Przy "laser cooling" użyłem słowa "sugeruje" - drobne przestrojenie lasera zmienia na heating, odwracając znak zmiany entropii - pewnie można to skompensować ale jednak jest to daleko nieintuicyjne. Użyłem tego tylko jako przykładu - pytając o problem z termodynamiką w dyskutowanym eksperymencie, którego dalej nie widzę. Po poddaniu sytuacji symetrii CPT (jedna nasza perspektywa), laser powoduje wzbudzenie atomów celu - zwiększa prawdopodobieństwo ich ekscytacji ... co jest równoważne ze zwiększeniem prawdopodobieństwa deekscytacji tych atomów przed CPT (druga nasza perspektywa). Ta rozmowa rzeczywiście do niczego nie prowadzi - rozpocząłem ten wątek dla przeprowadzania eksperymentu, jeśli uważasz że nie ma sensu to po prostu zignoruj. Pozdrawiam

Mamy fizykę z https://en.wikipedia.org/wiki/CPT_symmetry Jeśli ono jest prawdziwe też w skali makro, to wyobrażając sobie transformację CPT jakiegoś układu, powinniśmy dostać transformację CPT jego działania - tutaj CPT(laser) powodujący wzbudzenie CPT(celu), co po cofnięciu CPT oznacza laser powodujący deekscytację celu. Druga zasada termodynamiki sugeruje niemożliwość istnienia "laser cooling" jako CPT analog "laser heating" z wzrostem entropii ... a tu niespodzianka: https://en.wikipedia.org/wiki/Laser_cooling Natomiast w przeciwieństwie do powyższego, nie widzę jak hipotetyczna "stymulowana absorpcja" (jako CPT analog "stymulowanej emisji") miałaby tutaj jakiś problem? Wzbudzony cel (lampa) ma dalej izotropową radiację (wzrost entropii) ... tylko dochodziłby jakiś drobny ułamek dodatkowe kierunkowej deekscytacji - w czym problem?

Poddaj to ustawienie symetrii CPT - zakładając że ta symetria działa w skali makro, odwróciłoby to trajektorie fotonów - laser powodowałby wzbudzenie celu (lampy) ... czyli wracając z CPT, oznaczałoby to że laser powoduje deekscytację celu. Może ta symetria nie działa w skali makro - trzeba to sprawdzić eksperymentalnie.

Próbowałem zorganizować dyskutowany test symetrii CPT w synchrotronie, ale jest to daleko nietrywialne (np. wiggler na X, nie FEL). Więc pojawia się pytanie czy inne konstrukcje lasera mogą mieć podobną asymetrię czasową - zwykłe raczej nie ... ale, znajomy zasugerował laser pierścieniowy ( https://en.wikipedia.org/wiki/Ring_laser ), który używa czegoś w stylu diody dla fotonów ( https://en.wikipedia.org/wiki/Optical_isolator ), żeby wymusić podróżowanie fotonów w jednym kierunku. Poddając poniższe ustawienie symetrii CPT, odwróciłoby to kierunki podróży fotonów, czyli laser powodowałby wzbudzenie poniższego celu (lampa). Wracając z CPT do oryginalnego ustawienia, czyż powyższe zdanie nie oznacza że laser powoduje deekscytację celu? (jako dodatek do izotropowego świecenia) Jakby ktoś miał dostęp do takiego lasera i chciałby nawiązać współpracę dla przeprowadzenia takiego testu symetrii CPT (chyba pierwszy czyli raczej dobrze publikowalny nawet przy negatywnym wyniku, zainspirowałoby kolejne), to bardzo proszę o kontakt.

Matematycznie, "czas płynący w jedną stronę" klasycznie rozwiązuje się Euler-Lagrange (dla OTW trochę nie ma sensu), kwantowo np. Schrodinger, Dirac ... wszystkie lokalne, realistyczne - powinny spełniać nierówności Bella, a natura na to bzdura. Matematycznie "czas płynący w dwie strony" klasycznie rozwiązuje się zasadą minimalizacji działania - czterowymiarową optymalizacją, kwantowo zespołem Feynmanowskim po takich historiach Wszechświata - z czasoprzestrzenią jako CPT symetryczna 4D galareta, z "4D lokalnością" - zupełnie inną niż ta w tw. Bella. Mówi się że takie sformułowania są równoważne - w sensie że matematycznie można między nimi transformować, ale rozwiązania oryginalnie znalezione przez każde z nich mają istotnie różne własności - np. tylko z tych drugich mogą łamać nierówności Bella.

Są dwie podstawowe filozofie czasu - prezentyzm: ewoluujące 3D, oraz eternalism/Einstein block universe - życie w pełnej 4D czasoprzestrzeni. https://en.wikipedia.org/wiki/Philosophical_presentism https://en.wikipedia.org/wiki/Eternalism_(philosophy_of_time) Podczas gdy intuicyjnie używamy pierwszej, z perspektywy współczesnej fizyki raczej tylko druga ma sens - np. OTW, czy łamanie Bella. W niej wormhole, pętle czasowe, etc. są jak najbardziej dozwolone - np. klasycznie: historia Wszechświata została już wybrana minimalizując działanie, zapewniając zgodność potencjalnym paradoksom czasowym: https://en.wikipedia.org/wiki/Novikov_self-consistency_principle , czyli gdyby zbudować np. komputer z pętlą czasową, fizyka od zawsze znałaby rozwiązanie problemu o który byśmy pytali takim hipotetycznym komputerem. Natomiast kwantowo zamiast jednej historii Wszechświata minimalizującej działanie, mamy ich zespół Feynmanowski.

Nauka od religii różni się właśnie szukaniem wyjaśnień ... no i np. robiąc dyfuzję poprawnie: zgodnie z zasadą maksymalizacji entropii (konieczną dla fizyki statystycznej), dostajemy rozkład stacjonarny dokładnie jak QM, z regułą Borna, łamaniem Bella ... https://en.wikipedia.org/wiki/Maximal_entropy_random_walk https://community.wolfram.com/groups/-/m/t/2924355 Jak najbardziej jest, eksperyment przeprowadzony w przeróżnych konfiguracjach: https://en.wikipedia.org/wiki/Delayed-choice_quantum_eraser Np. polecam Walborna: https://web.archive.org/web/20150516123842/http:/grad.physics.sunysb.edu:80/~amarch/ Ogólnie bardzo polecam studia z fizyki - czytanie książek popularnonaukowych to nie jest to samo, bez matematyki się nie obejdzie. Pozdrawiam

Żeby skutecznie rozwijać naukę, trzeba w nią po prostu wierzyć (może równolegle do innych wierzeń) - próbować przesuwać granicę zrozumienia aż po hipotetyczną Teorię Wszystkiego - już w pełni opisującą, matematyzującą naturę. Może ona nie istnieje, ale wychodząc z takiego założenia na pewno jej nie znajdziemy (jak kreacjonizm) - szansa sukcesu wymaga odpowiedniego nastawienia.

Owszem, w przeciwieństwie do np. teologów, jako fizyk wierzę że naturą rządzi fizyka, ale też że mechanika kwantowa jest tutaj absolutnie kluczowa i nigdy nie twierdziłem inaczej - m.in. jest głównym argumentem dla symetrii CPT (z QFT)/T - przykładowo w ewolucji unitarnej, eksperymencie Wheelera, delayed choice quantum erasure ... algorytmie Shora ... regule Borna prowadzącej do łamania nierówności typu Bella (np. świeży zaproszony: https://community.wolfram.com/groups/-/m/t/2924355 ).

Znana fizyka ma fundamentalne monopole elektryczne i dipole magnetyczne ... i tylko kolejne potwierdzenia braku monopoli magnetycznych i dipoli elektrycznych. To proszę wskaż mi eksperymentalny test symetrii CPT w skali makro - przygotowanie CPT analogu układu, sprawdzenie czy daje CPT z ewolucji?

Monopole magnetyczne są wbrew wszelkiej fizyce którą znamy, a jednak szukały ich dziesiątki eksperymentów. Z symetrią CPT jest dokładnie na odwrót: jest w sercu QFT, symetria T w EM i OTW ... a jednak nie znam żadnego przeprowadzonego eksperymentu testującego czy dalej działa w skali makro (?) Jeśli działa to transformuje też wszelkie wektory, jak kierunek przyczynowości czy wzrostu entropii. Jeśli nie działa to wypadałoby sprawdzić od jakiej skali przestaje działać, spróbować znaleźć i zrozumieć mechanizm łamania. Żeby to przetestować trzeba zbudować CPT analog jakiegoś układu i sprawdzić czy dostajemy CPT jego działania - FEL jest takim realizowanym przykładem: CPT(FEL) to kwestia wymiany elektronów na pozytrony i odwrócenia trajektorii. ps. Coś usuwa diagram na górze, na wszelki wypadek kopia:

Wręcz przeciwnie - praktyczne QM np. "funkcja falowa atomu" czyli zwykle jednego elektronu, pomija całą resztę - czyli musi być modelem efektywnym: opisującym tylko wiedzę obserwatora. Natomiast hipotetyczna Funkcja Falowa Wszechświata, "The Wave Function of The Universe", to byłaby już jedyna obiektywna (nie-subiektywna), w pełni opisująca ewolucję Wszechświata (wręcz w końcu można by z nią utożsamić) - w sposób unitarny, bez otoczenia - psującego unitarność. Rzeczywiście entropia ma sens raczej tylko w modelach efektywnych, subiektywnych - w mechanice klasycznej jest zero, natomiast dla Funkcji Falowej Wszechświata politycznie poprawnie byłoby powiedzieć np. entropia von Neumana jest stała ( https://en.wikipedia.org/wiki/Von_Neumann_entropy ) - operatora gęstości między takimi historiami wszechświata, które w unitarnej ewolucji już nie oddziałują między sobą. Stwierdzenie że ta entropia jest zero to trochę przejście do mechaniki klasycznej - jednej historii Wszechświata bez kolapsów funkcji falowej. Z drugiej strony niezerowa taka entropia to Many Worlds ... które nie oddziałują ze sobą - więc może rzeczywiście wystarczy rozważyć jeden: ten nasz ... CPT odwraca wszelkie wektory, też gradientu entropii - np. w takiej hipotetycznej rakiecie która przeleciała przez wormhole typu butelka Kleina, entropia rosłaby w przeciwnym kierunku. W "CPT(laser powoduje ekscytację celu) = CPT(laser) powoduje deekscytację celu" (do testu chyba tylko fizyka wie?), cel musiałby być wstępnie wzbudzony (np. lampa) - zwykle deekscytując izotropowo (wzrost entropii), a symetria CPT sugeruje że można dodatkowo wzmocnić deekscytację kierunkową (też wzrost entropii, ale wolniejszy).

Jeśli CPT jest zawsze spełnione (nie wiemy - warto projektować i przeprowadzać testy eksperymentalne), to m.in. wszystkie zdarzenia byłyby teoretycznie odwracalne. W QM często przyjmuje się że nieunitartność jest wynikiem oddziaływania z otoczeniem - więc jeśli zwiększyć rozważania aż do Funkcji Falowej Wszechświata (bez otoczenia), to miałaby już czysto unitarną ewolucję. Bardziej konkretnie, np. idealizacją pomiaru jest Starn-Gerlach - głównie ustawienie się dipola magnetycznego równolegle lub antyrównolegle w silnym polu magnetycznym. Dipol magnetyczny w polu magnetycznym precesuje ( https://en.wikipedia.org/wiki/Larmor_precession ), chyba że ustawiłby się idealnie równolegle lub antyrównolegle. Taka precesja to z jednej strony nadmiarowa energia kinetyczna, z drugiej utworzenie zmiennego pola EM - które wypromieniowuje energię. Czyli to ustawienie wydaje się być kwestią minimalizacji energii - uwalniając ją w postaci impulsu EM ... teoretycznie jest to proces odwracalny, tylko trudność w odwróceniu tego impulsu EM. Wiemy że jest zachowana w skali diagramów Feynmana o kilku cząstkach, pytanie co się dzieje gdy zwiększamy ich ilość do skali makro? Chyba nie wiemy - dobrze byłoby projektować i przeprowadzać testy eksperymentalne, jak zapytanie się fizyki o "CPT(laser powodu ekscytację celu) = CPT(laser) powoduje deekscytację celu"?

Symetria CPT mówi że przygotowując CPT transformację warunków początkowych, doprowadziłyby one do CPT transformację ewolucji - m.in. odwracając wszelkie wektory w czasie, jak wzrostu entropii czy kierunku przyczynowości. Podczas gdy mikroskopowo to nas nie wzrusza ( https://en.wikipedia.org/wiki/Antiparticle#Feynman–Stueckelberg_interpretation ), makroskopowo jest niezwykle kontrowersyjne, nieintuicyjne - więc nie wykluczam że CPT może być łamana w skali makro, do czasu porządnej ewidencji eksperymentalnej trzeba być otwartym w obie strony. Chyba najlepszy sposób żeby sobie wyobrazić w skali makro szczególnie symetrię T jest ta rakieta przelatująca przez hipotetyczny wormhomle typu butelka Kleina dozwolony przez OTW - oczywiście to nie znaczy że istnieje, tylko że traktując teorię na poważnie trzeba też akceptować jej konsekwencje, a pytanie o istnienie ostatecznie wymaga ewidencji eksperymentalnej - przynajmniej do czasu kiedy będziemy mieć praktycznie pewną teorię wszystkiego. W przykładzie z laserem, np. w takiej rakiecie, trzeba puścić film od tyłu - kluczowa jest kauzalność: że laser powoduje wzbudzenie celu, puszczając od tyłu T(laser) powoduje deekscytację celu. Ten cel musi być wcześniej wzbudzony jak lampa - normalnie deekscytuje izotropowo: we wszystkich kierunkach, ale na takim filmie puszczonym od tyłu silniej deekscytowałby w tym jednym konkretnym kierunku: w stronę T(laser).

Laser potrafi stymulować emisję fotonów, których konsekwencją jest wzbudzenie celu. Jeśli wierzymy w symetrię CPT, to poddając jej powyższy scenariusz dostajemy: CPT(laser) stymuluje absorpcję fotonów, czego konsekwencją jest deekscytacja celu (co wymaga jego wstępnego wzbudzenia). Mając scenariusz z czystym kierunkiem przyczynowości (jak powyżej), poddanie go transformacji CPT odwracałoby ten kierunek przyczynowości. Trudność to skonstruowanie CPT(laser), ale dla FEL to jest prawie to samo - kwestia ustawienia celu po drugiej stronie i wstępnego jego wzbudzenia. Niewykluczone że symetria CPT po prostu działa tylko w skali mikro: diagramów Feynmana o kilku cząstkach - że przechodząc do diagramów Feynmana z ~liczba Avogadro ilością cząstek coś się psuje po drodze (?) Ale to chyba trzeba się pytać fizyki - zaprojektować i przeprowadzić testy jak sugerowany powyżej (szukam pomocy dla jego realizacji), może poszukać takiej hipotetycznej granicznej skali dla której CPT przestaje działać ... OTW teoretycznie pozwala na T(laser) za pomocą dozwolonych przez OTW wormholi typy butelka Kleina - obracających stożek światła "dwa razy bardziej" niż czarna dziura:

Lepszy diagram dla https://en.wikipedia.org/wiki/Non-orientable_wormhole - jeśli są dozwolone przez fizykę, to teoretycznie powinien być też dozwolony T(laser) stymulujący deekscytację celu. Pracuję nad organizacją wspomnianego testu (tylko fizyka naprawdę wie) - jeśli (się uda i) wyjdzie negatywny to też bardzo ciekawy wynik: potwierdzenie że rzeczywiście kauzalność działa tylko przeszłość -> przyszłość (wbrew symetrii CPT) ... też dawałby argument np. że takie hipotetyczne nieorientowalne wormhole są po prostu zabronione. A jeśli wyszedłby pozytywny, już sama hipotetyczna nowa możliwość stymulowania deekscytacji celu w wybranych częstotliwościach pewnie zaraz znalazłaby setki zastosowań - od badań podstawowych, do procesów technologicznych, chemicznych.

1. Rzeczywiście kierunek przyczynowości jest kwestią trudną i subtelną, dlatego dobrze się tutaj skupić na sytuacji gdzie jest ona czysta i wyraźna - jak laser powodujący wzbudzenie celu później. Ta kauzalność w laserze jest oparta na stymulowanej emisji - pytanie czy istnieje jej analog CPT: stymulowana absorpcja? Ogólnie pytam się o to od 2009 i zero sensownych odpowiedzi - więc wypadałoby w końcu zapytać fizyki czyli przetestować, np. taką lampką z elektroniką z tyłu segmentu synchrotronu (ciągle wzbudzane atomy, pytanie czy CPT(FEL) jest w stanie zwiększyć deexcitation rate w tym kierunku, co powinno być widać w bilansie energetycznym lampki). Jeśli nie zadziała to trudno nic się nie dzieje, też można napisać artykuł o negatywnym wyniku, że ta kauzalność w CPT jest bardziej subtelna, może trzeba lepszy eksperyment (...ciemna materia ) ... a jeśli by zadziałało to długo by opowiadać o konsekwencjach. Takie proste stanowisko mogę zorganizować, tylko problem z dostępem żeby je umieścić np. w synchrotronie - jeśli ktoś mógł w tym pomóc to bardzo proszę o kontakt. Powiązane z wczoraj: Time Twisted in Quantum Physics: How the Future Might Influence the Past, https://scitechdaily.com/time-twisted-in-quantum-physics-how-the-future-might-influence-the-past/ 2. Jeśli CPT działa w skali makroskopowej, to jeśli udałoby się zbudować CPT analog jakiego scenariusza, czyż nie powinien odwracać kierunku kauzalności? Bardziej brutalny niż przykład z laserem, ale teoretycznie dozwolony przez OTW, są hipotetyczne nieorientowalne wormhole np. w kształcie butelki Kleina ( https://en.wikipedia.org/wiki/Non-orientable_wormhole ) - rakieta która przez niego przeleciała, miałaby np. odwrócony czas ... np. z naszej perspektywy rozbite jajko w środku składałoby się do całego ... a laser w takiej rakiecie dla nas powodowałby deekscytację celu o co tutaj pytamy

Symetria CPT (ładunek, przestrzeń, czas) niby jest w sercu fizyki: ale symetria czasowa którą zawiera sugeruje pytanie: dlaczego fizyka pozwala tylko na przyczynowość przeszłość -> przyszłość? Biorąc sytuację z czystą kauzalnością np. laser powodujący ekscytację celu później - dlaczego laser poddany symetrii CPT nie powinien powodować deekscytacji celu wcześniej? Dla free electron laser taki analog CPT wydaje się realizowalny:

Dla STW mamy potwierdzenia eksperymentalne na tysiące sposobów w skali makro i mikro ... dla OTW tylko makro i najlepsze potwierdzenie eksperymentalne to Gravity Probe B - który konkretnie to potwierdził wcześniejszy grawitomagnetyzm, zaproponowany przez Heavisidea w 1893: https://en.wikipedia.org/wiki/Gravitoelectromagnetism Z OTW jest zdecydowanie za wcześnie dla absolutnej pewności, szczególnie że ma pełno problemów zaczynając od nierenormalizowalności - nie da się zunifikować z resztą fizyki. Zanim zostanie to w końcu pokazane eksperymentalnie, nie wolno jeszcze bezkrytycznie zakładać że masa grawitacyjna np. elektronu jest identyczna, dla antymaterii też kwestia chyba jeszcze pozostaje otwarta: https://en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_interaction_of_antimatter Z 4) jest dużo problemów, niektórzy postulują że wszelkie masy mają swoje częstotliwości: E = mc^2 = hbar * omega - https://en.wikipedia.org/wiki/Matter_wave Ale makroskopowy obiekt można dzielić na podzbiory w niewyobrażalną ilość sposobów - trochę trudno sobie wyobrazić że każdy ma swoją częstotliwość. Czego możemy być praktycznie pewni to że działa dla elektronu ( https://link.springer.com/article/10.1007/s10701-008-9225-1 , choć wypadałoby ten eksperyment jeszcze powtórzyć) - cała reszta na ten moment to jeszcze kwestia otwarta.

Nieprawda, STW mówi o skalowaniu energii z prędkością czyli równoważność między 1) i 2). 3) to przyciąganie grawitacyjne - eksperymentalnie nie znamy np. dla elektronu: w znanym eksperymencie Wittenborn, Fairbank z 1967 ( https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.19.1049 ) wyszło że przyspieszenie grawitacyjne elektronu jest zero ... po czym okazało się że to wina grawitacyjnego gradientu ładunku w metalowej rurce użytej do ekranowania i dalej nie udało się tego zrobić porządnie: https://indico.cern.ch/event/361413/contributions/1776296/attachments/1137816/1628821/WAG2015.pdf 4) to zegar cząstek E = mc^2 = hbar * omega, który dostajemy wstawiając E=mc^2 w równaniu Schrodingera czy Diraca - czyli nie naiwne E=0, tylko relatywistyczną energię. Zapostulował go oryginalnie de Broglie w doktoracie, nazywany jest też zitterbewegung: https://en.wikipedia.org/wiki/Zitterbewegung Są przeróżne potwierdzenia eksperymentalne, najlepsze w tym https://link.springer.com/article/10.1007/s10701-008-9225-1 ... ale to jest dla elektronu, dla innych cząstek nie wiemy. Co do "zamienia się z przestrzenią pod horyzontem zdarzeń", poniżej jest jakiś diagram ... a najbardziej drastyczne teoretycznie możliwe dla GR są hipotetycznie nieorientowalne wormhole ( https://en.wikipedia.org/wiki/Non-orientable_wormhole ) np. typu butelka Kleina - przejście przez niego wiązałoby się z zastosowaniem symetrii P lub T - ta druga to wymiana przeszłości z przyszłością.

Mas jest przynajmniej 4 rodzaje: 1) energia np. uwalniana podczas anihilacji E=mc^2, 2) inercyjna w F=ma, 3) grawitacyjna w F ~ mM/r^2 4) w zegarze de Brogliea/zitterbewegung: E=hbar * omega, potwierdzenie eksperymentalne dla elektronu: https://link.springer.com/article/10.1007/s10701-008-9225-1 Szczególna teoria względności mówi że 1) i 2) są równoważne, dla reszty za bardzo nie wiemy, np. stan dla elektronu: https://indico.cern.ch/event/361413/contributions/1776296/attachments/1137816/1628821/WAG2015.pdf Czas to jeden z 4 wymiarów czasoprzestrzeni - dość podobny, tylko przeciwna sygnatura. Np. przyjmuje się że wręcz zamienia się z przestrzenią pod horyzontem zdarzeń. A wracając do symetrii czasowej, fizycy wierzą w zachowanie CPT: https://en.wikipedia.org/wiki/CPT_symmetry Ciekawe pytanie czy CPT zachowana jest dla obiektów makroskopowych? Przykładowo laser powoduje wzbudzenie celu później - więc czyż jego analog CPT nie powinien powodować deekscytacji celu wcześniej? ... dla https://en.wikipedia.org/wiki/Free-electron_laser taki analog wydaje się realizowalny:

Warto tutaj wspomnieć o niedawnym kolejnym rekordzie ceny - $3.5M za hemofilię: https://www.scientificamerican.com/article/3-5-million-hemophilia-gene-therapy-is-worlds-most-expensive-drug/ Dla porównania, np. Polak zarabiający 6000zł/mc przez 40 lat zarobił ~$0.4M na całe życie.

Widzę świetlaną przyszłość

Odnośnie rozmywania się, specjalnie użyłem słowa "średnią" energię - należy uśrednić po takich rozmyciach, dalej powinna się całkować co najwyżej do masy: 511keV. That's my point - z jednej strony fizycy twierdzą że praktycznie wszystko już wiedzą, z drugiej zadać absolutnie podstawowe pytanie i cisza ... Podobne pytanie jest odnośnie fotonu - niby jest to fala elektromagnetyczna, ale zapytać się np. o jej rozmiar (dystrybucję energii), czas trwania ... znowu cisza. Na szczęście już mierzą takie czasy, więc może to się zmieni - np. 21 attosekund opóźnienia fotoemisji: https://www.science.org/doi/10.1126/science.1189401

Jak konkretnie, poproszę wzór na średnią gęstość energii w odległości r: rho(r) = ?