Błyskawiczne tunelowanie

[thikim 119]

Musi być nawet obszar jeśli dobrze rozumiem. Punktów nie ma

[ex nihilo 225]

No to jedziemy po naszym polu...

 

Od "cząstki" tym razem zaczniemy. Niestety "cząstka" to pojęcie historyczne, podobnie jak "próżnia", przeniesione z naszej, klasycznej rzeczywistości do rzeczywistości kwantowej z wszystkimi klasycznymi skojarzeniami, które cholernie utrudniają załapanie o co w tej kwantologii chodzi. Przede wszystkim trzeba zapomnieć, że cząstka to coś "twardego", jakaś kulka czy inne takie cholerstwo. Cząstka ma też znaczenie "porcja", część jakiejś całości, i takie będzie tu dobre. Kwant, to porcja, jakaś oznaczona ilość czegoś, w tym przypadku pola, jego właściwości (energia, ładunek itd.).

Pola kwantowe dlatego są "kwantowe", że przejawiać się (oddziaływać), mogą tylko w postaci ściśle określonych porcji, kwantów, zawsze takich samych. Cząstki elementarne, to właśnie takie porcje, kwanty, takich czy innych pól. Tak przynajmniej jest w modelu, którym tu się bawimy.

 

Czyli ten elektron, którego glaude w garść załapałeś, to porcja (1, -1), kwant pola (Diraca, szczegóły nieważne). I tak go, jako porcję, kwant pola, będziemy tu traktować.

 

Wrzuciłeś elektron do pudełka, czyli zmieniłeś stan sumy pól w pudełku - z początkowego (0, 0, 0, 0) na (1, -1, 0, 0).

Możemy teraz zajrzeć do pudełka i zobaczyć co tam się dziać zaczęło. Elektron ma ładunek elektryczny (-1). Próżnia wewnątrz pudełka jest w całości elektrycznie obojętna (0), ale jak już wcześniej było, cały czas i wszędzie powstają tam i znikają cząstki wirtualne (nie muszą one być dokładnymi odpowiednikami tych "rzeczywistych"). Wśród tych wirtualek są też cząstki naładowane (+ albo -). Powstają one parami + i -. W próżni w stanie (0, 0, 0, 0) nie mają znaczenia położenia + i - takiej pary. Jest to całkiem losowe. W momencie, kiedy wrzuciłeś tam naładowany elektron, próżnia zacznie się polaryzować. Statystycznie pary będą powstawać tak, że + będzie skierowany w stronę mającego ujemny ładunek elektronu. Ale tym nie będziemy się teraz dokładniej zajmować.

 

A co z samym elektronem? Tu nam się przyda równanie Schroednigera (luzik, załatwimy sprawę w maksymalnym uproszczeniu). Kiedy łapałeś elektrona, musiałeś na niego w jakiś sposób oddziałać, "związać go". To "związać go" potraktuj dosyć dosłownie. Musiałeś nadać mu (oddziaływaniem) jakieś w miarę dobrze określone położenie w przestrzeni, tak żeby znalazł się w tym położeniu cały kwant (1, -1) pola. I to Ci się udało, bo go złapałeś. Dlaczego i jak Ci się udało, zobaczysz później. Ale kwanty nie lubią być związane, zlokalizowane w przestrzeni - kiedy tylko wydostaną się na względną chociaż swobodę (np. elektron wrzucony do naszego pudełka), natychmiast próbują rozleźć się, rozmyć po całym Wszechświecie. Pokazuje to ta animacja, którą ukradłem Zajtenbergowi z s24:

 

 

Na osi poziomej jest przestrzeń (tu tylko jeden wymiar), na pionowej prawdopodobieństwo oddziaływania cząstki w danym punkcie przestrzeni, co w naszej interpretacji jest równoważne stanowi pola w danym punkcie - stan (1, -1) rozmywa cię po całym polu. Coraz mniej jest w miarę dobrze zlokalizowaną "prawdziwą cząstką", a coraz bardziej "tylko" rozmytym stanem pola. Jak trochę poczekamy, a pole będzie przestrzennie nieskończone, to rozmyje się tak, że wykres będzie całkiem płaski. Gdzie podział się elektron? Ano "rozpuścił się" w całym polu podobnie jak kostka cukru w kawie - kostki nie widać, ale kawa stała się słodka. I tu będzie różnica między "polem kawowym", a polem kwantowym - pole kwantowe może tą "kostkę cukru" z powrotem złożyć do kupki, niezależnie od tego, jak dokładnie będzie ona rozpuszczona.

 

W trzech wymiarach równanie Schroedingera to będzie wyglądało jak glutek, w środku najgęstszy. Rozłazić się toto będzie analogicznie do tej krzywej wyżej.

 

Jak to interpretować? Załóżmy, że jest to elektron. Mamy specjalny młotek do walenia w elektrony (np. Twoja garść, którą elektron złapałeś). Gdziekolwiek walniemy wewnątrz naszego pudełka, w którym siedzi elektron, mamy jakieś prawdopodobieństwo, że w niego trafimy. To prawdopodobieństwo będzie zgodne z tym, jaki jest stan pola w danym punkcie, a to pokazuje równanie Schroedingera. Równanie ma taką właściwość, że w żadnym punkcie to prawdopodobieństwo nie jest równe ani 1 (100%), ani 0, zawsze jest gdzieś pomiędzy. 100% byłoby tylko wtedy, kiedy walniemy w całe pudełko jednym rąbnięciem. Załóżmy, że walimy w kawałek, w którym prawdopodobieństwo zgodne ze stanem pola w danym kawałku jest np. 0,13 - i okazuje się, że trafiliśmy. Niezależnie od tego jaki będzie ten stan pola w danym kawałku (prawdopodobieństwo), jeśli trafimy, to zawsze pieprzniemy w całego elektrona, a nie tylko w jakiś jego kawałek. To taka kwantowa zabawa we wszystko albo nic W kawie walniemy albo w całą kostkę cukru (chociaż była rozpuszczona!), albo po prostu nie trafimy.  No ale w tym miejscu stan pola był tylko "0,13 elektrona"... Nie szkodzi, pole wygeneruje go nam w całości - na bardzo krótką chwilę cały elektron (1, -1) "zrobi się" pod naszym młotkiem... a moment później znowu zacznie rozłazić po polu. To tak, jakbyś wkładając łyżeczkę do filiżanki kawy z rozpuszczoną kostką cukru zobaczył za którymś razem, że tak kostka ci się tam zuruck do kupki poskładała z tego, co już było dokładnie rozpuszczone! Albo inaczej - gdybyś wypił łyk takiej kwantowej kawy, to albo byś połknął całą kostkę (kwant) cukru, albo być czuł, że kawa jest całkiem gorzka - chociaż cukier przecież byłby w niej rozpuszczony.W kwantowym świecie to nie tylko możliwe, ale nawet całkiem zwyczajne Zresztą w tym "naszym" też jest możliwe, ale skrajnie mało prawdopodobne. "Nasz" świat też jest kwantowy, tyle że jego kwantowe właściwości są niemierzalnie słabe.

 

To chyba tyle na teraz. W następnym kawałku zobaczymy w jaki sposób ten elektron (stan pola) wędruje po pudełku i co się stanie, kiedy trafi na ściankę.

Edytowane 22 sierpnia 2016 przez ex nihilo

[thikim 119]

Hmm, wrzucę trochę poza tym opisem - odpowiedz ex nihilo później (na razie kontynuuj ten opis - jest bardzo zrozumiały).

Otóż, mam pytanie. Dlaczego właściwie tak trudno pogodzić fizykę relatywistyczną z kwantową np. dla czarnych dziur? Dlaczego w ogóle zakłada się osobliwość nie robiąc przejścia na fizykę kwantową dla centrum CD? W fizyce kwantowej punktów nie ma. A więc i osobliwości.

Tzn. słyszałem że wychodzą bzdury ale po pierwsze zdaje się już to częściowo rozwiązano kwantowymi teoriami pola.

Dlaczego tak ciężko jest przejść spójnie z opisu relatywistycznego na kwantowy. Bo w centrum CD wydaje mi się że decydują prawa fizyki kwantowej.

PS. Tak sobie myślę że z punktu widzenia fizyki kwantowej to horyzont nie jest żadną granicą. Informacja nie ginie

Edytowane 22 sierpnia 2016 przez thikim

[HorochovPL 4]

zuruck

"A niechaj narodowie wżdy postronni znają, iż Polacy nie gęsi, iż swój język mają"

 

 

. W następnym kawałku zobaczymy

Bardziej pasowałoby mi tam "W następnym odcinku", ale to nie ode mnie już zależy. ^^

 

Swoją drogą fajnie wytłumaczone!

 

Edycja:

Gaz muchowy, kwantowa kawa, lokalne kłótnie... Kocham to forum!

Edytowane 22 sierpnia 2016 przez HorochovPL

[ex nihilo 225]

Kiedy glaude wrzucał elektron do pudełka, nadał mu jakiś pęd. Żeby nie komplikować opisu, założyłem, że jest on zaniedbywalnie mały, jeśli chodzi o stan pola, ale jakiś jest. Czyli bardziej po ludzku mówiąc, nasz rozmywający się elektron (jako stan pola) powoli się w pudełku przemieszcza w kierunku którejś ze ścianek. A to oznacza, że od tej ścianki jednocześnie się odbija No tak, bo ogonki krzywej równania Schroedingera rozciągają się w nieskończoność, czyli w naszym przypadku aż do ścianek, które jak założyliśmy, są nieprzenikalne, nawet dla tunelowania. Krzywa rozpływa się i przemieszcza jako fala. Można z tego wyciągnąć wniosek, że kiedy trafi na ściankę pudełka, zacznie się od niej odbijać, powstanie fala odbita, i że ta fala odbita będzie interferować z częścią fali, która do ścianki się zbliża. I będzie to wniosek słuszny, faktycznie tak będzie. Dotychczas dosyć gładkie pole paskudnie się pomarszczy, podobnie jak w przypadku zwykłej fali na wodzie trafiającej na jakąś przeszkodę.

 

I właśnie to, że stan pola przemieszcza się jako fala, powoduje, że elektron może np. przeszkodę omijać jednocześnie prawą i lewą stroną, przez dwie szczeliny przechodzić, albo i przez dwadzieścia, a i różne inne sztuczki robić, które tak bardzo zaskakiwały fizyków na początku 20. w.

 

Zmieńmy trochę reguły gry - pozwólmy, żeby przez ścianki nasz stan pola (1, -1), czyli rozmyty już dosyć elektron, mógł tunelować - przenikać przez barierę potencjału. Obrazek będzie mniej więcej taki:

 

(zajumane z https://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_tunnelling)

 

Jak widać, po trafieniu na ściankę, fala odbita interferuje z przychodzącą, marszczą się paskudnie, ale jednocześnie część fali przez ściankę przenika. Załóżmy, że będzie to 1/4 z (1, -1). Czyli wewnątrz pudełka mamy stan (3/4, -3/4, 0, 0), a na zewnątrz (1/4, -1/4, 0, 0) - zakładam, że tam była taka sama próżnia (0, 0, 0, 0), jak w pudełku. Możemy teraz zapolować na elektron i wewnątrz pudełka - z sumarycznym prawdopodobieństwem upolowania go 3:4, jak i na zewnątrz, z prawdopodobieństwem 1:4. I znowu, jak poprzednio - albo upolujemy całego elektrona, albo wcale. Załóżmy, że upolowaliśmy go na zewnątrz, wtedy stan pola wewnątrz się wyzeruje, do (0, 0, 0, 0). Czyli, wracając do kawy, wygląda to tak, jakbyśmy rozpuszczoną w kawie kostkę cukru złapali całą i nienaruszoną gdzieś obok filiżanki, i w dodatku w tym momencie kawa by przestała być słodka! No trudno sobie coś takiego wyobrazić, to bardziej cudaczne niż cud.

 

No właśnie, cud, i to cud²... I dlatego wsadziłem tutaj tą kawową intuicję - żeby pokazać, w jaki sposób tego typu intuicje wzięte z "naszego" świata przeszkadzają w próbach chociażby najbardziej podstawowego i ogólnego zrozumienia świata kwantowego. A wystarczy nawet skrajnie uproszczona intuicja "pola" i "stanu pola", żeby problem zniknął - to, co w przypadku intuicji kawowej było absurdem, w przypadku pola i jego stanu staje się dosłownie oczywistością. Rzecz jasna to nasze pole jest do maksimum uproszczone, być może nawet niejeden fizyk by mi za to w ucho dał, ale to jednak całkiem przyzwoicie działa, zresztą też w przypadkach bardziej skomplikowanych niż te, którymi bawiliśmy się dotychczas. Zobaczymy to później, kiedy w pudełku zrobimy sobie atom, który też stanem pola będzie... i planeta też nim może być

 

Czy tak wygląda kwantowa rzeczywistość? Nie wiadomo, jak ona wygląda. Fizyka to modele - jeśli jakiś pozwala wyjaśnić fakty doświadczalne, a do tego coś tam przewidzieć, to znaczy, że jest dobry, oczywiście w jakimś tam zakresie, w którym może być stosowany.

 

 

Dlaczego właściwie tak trudno pogodzić fizykę relatywistyczną z kwantową np. dla czarnych dziur? Dlaczego w ogóle zakłada się osobliwość nie robiąc przejścia na fizykę kwantową dla centrum CD? W fizyce kwantowej punktów nie ma. A więc i osobliwości. Tzn. słyszałem że wychodzą bzdury ale po pierwsze zdaje się już to częściowo rozwiązano kwantowymi teoriami pola.

 

STW jet pogodzona z QM w QFT, czyli kwantowej teorii pola. Problem jest z OTW. I to duży. Trzeba przede wszystkim skwantować czasoprzestrzeń. Nie wiadomo nawet do końca, czy będzie to możliwe. Prawdopodobnie tak, ale jak? Na razie się nie udało.

Osobliwość to taki myk, umowny zamiennik "nasza fizyka tam nie sięga". Czy coś takiego istnieje?(???...)

Horyzont to też umowna sprawa. To obszar, a nie jakaś precyzyjnie oznaczona granica. Zgodnie z OTW poza tym obszarem wszystkie historie (trajektorie) skierowane są do wnętrza, ale dziura jako całość - jak się przyjmuje - może z naszym światem oddziaływać w obie strony, to taki kwantowy bajer, związany właśnie z polami

Edytowane 22 sierpnia 2016 przez ex nihilo

[thikim 119]

Nie wiadomo nawet do końca, czy będzie to możliwe. Prawdopodobnie tak, ale jak? Na razie się nie udało.

No ale to mnie właśnie dziwi. Jak skwantować czasoprzestrzeń to: nie uzyskamy przypadkiem absolutnej dokładności położenia i czasu. Jak to możliwe?

Opis: bardzo pouczający.

Jedno mnie zaskakuje:

 

 

I znowu, jak poprzednio - albo upolujemy całego elektrona, albo wcale. Załóżmy, że upolowaliśmy go na zewnątrz, wtedy stan pola wewnątrz się wyzeruje, do (0, 0, 0, 0)

Nie zaskakuje mnie to że się tak dzieje. Zaskakuje mnie to dlaczego się tak dzieje. Obserwacja wywołuje kolaps funkcji falowej: ale jak?

Może jednak wirtuale?

Taka sobie moja teoria po 1 minucie myślenia :

Oddziaływanie, obserwacja ma szansę zgodną z prawdopodobieństwem upolowania w wejście w interakcję z jakimś wirtualem. Jak wejdzie to ten wirtual jest już cząstką rzeczywistą. W innym spojrzeniu jest to kolaps funkcji falowej. A gdzie indziej dalej są wirtuale.

W takim ujęciu równanie Schroedingera prowadzi po prostu do prawdopodobieństwa reakcji w danym obszarze z wirtualem. Gdy wirtual zareaguje to staje się już rzeczywistą cząstką.

Gryzę te wirtuale bo mi się wydają bardzo intuicyjnym spojrzeniem na fizykę kwantową

Edytowane 23 sierpnia 2016 przez thikim

[glaude 40]

Jednak ten elektron jako stado os (spokrewnione plemię) sprawdza sie u mnie najlepiej. Osy mogą rozluźnić szyk i przelecieć przez scianę dziesięcioma dziurami, a za ścianą znowu sformować zwarty szyk. Ale mogą tez przelecieć jedną dziurą przez tę ścianę i tu juz korelacja z kwantologią zanika

 

Dlatego zadam pytanie:

Czy elektron zawsze rozmyje sie przelatując przez przeszkodę na wszystkie dziury, czy z 2 lub 3 dziur wybierze jedną i przez nią przeleci w "całości"?

[thikim 119]

To zależy od tego czy po drodze będziesz go młotkiem napierd...

Jak młotkiem go będziesz stukał to przeleci przez jedną. Jak dasz mu spokojnie przelecieć i za dziurami go dopiero stukniesz to przeleci przez wszystkie. Tak mi się przynajmniej wydaje

Prosto zapamiętać: obserwacja = oddziaływanie = lokalizacja.

Teraz zasadnicza uwaga. Im bardziej obserwujesz tym mniej dają o sobie znać efekty kwantowe.

Edytowane 23 sierpnia 2016 przez thikim

[Afordancja 57]

Prosto zapamiętać: obserwacja = oddziaływanie = lokalizacja.

 

Powiem wam, że ex nihilo tak to teraz wytłumaczył, że powyższe naprawdę stało się totalnie jasne, aż nad wyraz jasne. 

(chociaż dalej nie kumam właśnie tego, że jak za pudełkiem "walneliśmy" młotkiem, to stan w pudełku zszedł do zera. Brakuje mi tu jakeigoś elementu, bo te pola trakuję jako prawdopodobieństwa czegoś tam(nie wiem czy słusznie), ale wiem dlaczego nagle spadły do zera.

 

 

[edit]

Tak samo gdy wykonuje synchroniczne nawalenie "młotkiem" w celu szukania elektronu, w pudełku  i po za nim, mając powiedzmy po 50% szans, to statystycznie mamy 25% szans, że i tu i tu się "ujawni" elektron. No ale "coś" spowodowało, że pojawi się tylko z jednej strony.

Edytowane 23 sierpnia 2016 przez Afordancja

[thikim 119]

Chodzi Ci o jednoczesne użycie dwóch młotków? Dalej jest 50 % szans dla każdego młotka i zerowa szansa że ujawni się w obu miejscach.

Tu ciekawa sprawa - czy kolaps funkcji falowej jest natychmiastowy?

Fizycznie nie możesz uderzyć dwoma młotkami naraz. No ale nazwijmy to eksperymentem myślowym - wtedy możesz

Wydaje mi się że kolaps jest natychmiastowy z dokładnością do czasu Plancka

Edytowane 23 sierpnia 2016 przez thikim

[Afordancja 57]

Chodzi Ci o jednoczesne użycie dwóch młotków? Dalej jest 50 % szans dla każdego młotka i zerowa szansa że ujawni się w obu miejscach.

Tu ciekawa sprawa - czy kolaps funkcji falowej jest natychmiastowy?

Fizycznie nie możesz uderzyć dwoma młotkami naraz. No ale nazwijmy to eksperymentem myślowym - wtedy możesz

Wydaje mi się że kolaps jest natychmiastowy z dokładnością do czasu Plancka

 

Dokładnie tak, chodzi mi o użycie dwóch młotków. 

I tak dla każdego młotka jest 50%, czyli (patrząc tylko statytycznie) 25% na "dobry strzał" obydwu młotków dlatego pytanie jest co powoduje to, że to jest niemożliwe.

Oczywiście zakładam, że potrafię uderzyć dwoma młotkami równocześnie.

No (kolaps funkcji) musiał by być natychmiastowy, dalej pytanie jest dlaczego nie jest możliwe trafienie równocześnie dwoma młotkami, co to ogranicza? (w eksperymencie myślowym oczywiście)

[thikim 119]

Kolaps funkcji falowej. Tak mi się wydaje że tylko jeden wirtual jest rzeczywisty a który decyduje wzajemne ich oddziaływanie i nieustannie się to zmienia. Który poznajemy w trakcie uderzenia. Któryś przy uderzeniu się odezwie albo i żaden się nie odezwie jak nie trafimy. Dwa się nie odezwą.

Z tym że kolaps to już obserwacja.

Edytowane 23 sierpnia 2016 przez thikim

[Afordancja 57]

Kolaps funkcji falowej. Tak mi się wydaje że tylko jeden wirtual jest rzeczywisty a który decyduje wzajemne ich oddziaływanie i nieustannie się to zmienia. Który poznajemy w trakcie uderzenia. Któryś przy uderzeniu się odezwie albo i żaden się nie odezwie jak nie trafimy. Dwa się nie odezwą.

Z tym że kolaps to już obserwacja.

Kurcze, no tak, to ma sens, za bardzo wkręciłem się w prawdopodobieństwa.

@Thinkim

Chyba się zakręciłem, bo przestało mi to pasować do eksperymentu ze szczelinami. 

Jak by był jakiś rzeczywisty wirtual to by przechodził jak elektron albo przez jedną albo przez drugą szczelinę i by się raczej nie zachowywal  jak fala, czy coś przeoczyłem?

 

No i de facto teoretycznie moglibyśmy się kiedyś przestać obracać w kategoriach prawdopodobieństwa, tylko elektorn był by na penwno po jednej ze stron albo w pudełku albo po za nim.bo byśmy wiedzieli gdzie ten prawdziwy wirtual jest

Edytowane 23 sierpnia 2016 przez Afordancja

[glaude 40]

To jest tez czas Plancka?

To ile jest stałych Plancka "rdzennych" a ile "dodatkowych"?

[thikim 119]

Stała jest jedna wielkości jest wiele.

Wiąże energię z częstotliwością fali.

Natomiast daje się to powiązać z wieloma wielkościami tworząc ich dyskretne odpowiedniki.

Związek pomiędzy energią i częstotliwością (i nie tylko) mogliśmy sobie wielokrotnie doświadczalnie zweryfikować. Bo takie mamy urządzenia że to potrafią.

Ale czas rzędu 10 ^-44 s jest poza naszymi możliwościami, tak samo podobne odległości.

Chociaż są teorie że mimo takiego ograniczenia kwantyzacja czasu i odległości zachodzi w trochę większej skali np. 10^-22 s, to też jest mało ale tak jakby może się to uda kiedyś zmierzyć.

Tak więc jest silne podejrzenie że i tam jest kwantyzacja.

Aczkolwiek masa Plancka to zdaje się masa 1/10000 masy muchy. Czyli mierzalna dla nas. I nic specjalnie z tego nie wynika

Część "wielkości Plancka" wydaje się być po prostu takimi matematycznymi żartami.

 

Chyba się zakręciłem, bo przestało mi to pasować do eksperymentu ze szczelinami. 

Jak by był jakiś rzeczywisty wirtual to by przechodził jak elektron albo przez jedną albo przez drugą szczelinę i by się raczej nie zachowywal  jak fala, czy coś przeoczyłem?

I o to chodzi żeby przestawało pasować, bo to świadczy o myśleniu.

W zasadzie cała ta rzeczywistość cząstki to jest po prostu trwałe odchylenie od zera. To trwałe odchylenie wskutek ciągłego tworzenia i znikania wirtuali jest tu albo tam albo siam. Całość statystycznie w pewnym obszarze ma trwałe odchylenie. Ale nie jest ono zlokalizowane.

Z chwilą udanego oddziaływania mamy chwilową lokalizację tego odchylenia.

I tak będzie bardziej poprawnie niż to co napisałem wcześniej (wirtuale nie dzielą się na rzeczywiste i nie). Po prostu jak uderzamy młotkiem to trafiamy jakiegoś wirtuala który reaguje jak cała cząstka rzeczywista (bo jest powiązany z innymi wirtualami). Ale dalej znowu zachodzą akty kreacji i anihilacji i tego trafionego wirtuala już nie ma. A ślad po lokalizacji rozchodzi się między inne wirtuale i delokalizuje (rozmywa).

Cząstka czyli to trwałe odchylenie w pewnym obszarze jest w każdej szczelinie ( w tym obszarze) gdzie prawdopodobieństwo >0.

Ale jak uderzysz jednocześnie myślowo młotkami w każde możliwe miejsce gdzie prawdopodobieństwo >0 to tylko jeden młotek trafi.

ex nihilo pewnie będzie miał niezły ubaw

Edytowane 23 sierpnia 2016 przez thikim

[glaude 40]

Czyli stała czasu jest najważniejsza, bo z niej mozna wyprowadzić resztę.

 

Jak natomiast "uśrednić" energię dla różnych "cząstek" będących nośnikami róznych oddziaływań?

 

P.S.

Skoro między potęgami czasu Planka, a czasami zjawisk kwantowych jest przepaść - to moze gdybyśmy umieli te wielkości mierzyć, okazałoby sie, ze zasady są jednak intuicyjne - a nie wyznaczane rachunkiem prawdopodobieństwa?

Czyli, moze problemem jest skala, poza którą nie jesteśmy w stanie nic zmierzyć?

[thikim 119]

 

 

Czyli stała czasu jest najważniejsza, bo z niej mozna wyprowadzić resztę.

Najważniejsza to jest stała Plancka albo Diraca. Bo to jest stała.

Czas Plancka to wielkość.I jak inne wielkości wyprowadzamy ją sobie z takich czy innych wzorów.

 

 

Czyli, moze problemem jest skala, poza którą nie jesteśmy w stanie nic zmierzyć?

Tylko że kwestia mierzenia dotyczy właściwości rzeczywistości a nie tylko naszych urządzeń pomiarowych (które też są elementem rzeczywistości).

Jak rzeczywistym urządzeniem zmierzyć coś co musiałoby przekroczyć ograniczenia rzeczywistości?

[ex nihilo 225]

Dwa młotki...

Hmm... moja wersja byłaby raczej taka, że Afordancja ma szanse te dwa elektrony upolować, i to niezależnie od wyliczonych dla obu punktów prawdopodobieństw. Tyle że szansa na to jest paskudnie mała, a jednym z tych elektronów długo się nie nacieszy

 

Dlaczego? Bo wszystko, oprócz masy i ładunku elektronu* jest tu statystyką. Nasze (0, 0, 0, 0) i (1,-1, 0, 0), to wartości średnie, sumowane po czasie i przestrzeni (lepsze byłyby tu całki, ale nie chcę straszyć robalami bardziej poskręcanymi niż te z + i - tylko). Jeśli rozbijemy sobie to na zdarzenia elementarne (fluktuacje, wirtualki)), z których te średnie się składają, a jest tych zdarzeń nieskończona ilość, to wśród nich będą i takie, które dadzą nam te dwa elektrony, z tego jeden (obojętnie który) tylko na bardzo, bardzo krótki czas, tak że w zasadzie będzie to można uznać za błąd pomiaru. Będą i takie, które nam ten "dobry" elektron zabiorą, też na czas tak krótki, że możemy tego nawet nie zauważyć. W zasadzie można przyjąć, że wszystkie te zdarzenia elementarne zachodzą praktycznie jednocześnie. I jeszcze jedno - każda fluktuacja którejkolwiek wartości jest tym mniej prawdopodobna, im bardziej jest odległa od średniej. W sumie nawet walnięcie w czystą próżnię może na chwilę dać nam pobawić elektronem To tylko statystyka, a to co dla nas realne różni się od wirtualnego tym głównie, że bezpośrednio możemy to zarejestrować. Albo inaczej - zarejestrowane wirtualne staje się dla nas realne.

Jeśli ktoś będzie miał w tym momencie skojarzenia z całkami po trajektoriach (suma po historiach, itd.), to będą to dobre skojarzenia. Wędrówkę naszego elektronu można opisać diagramami Feynmana i odpowiednim formalizmem, ale byłby to opis znacznie bardziej skomplikowany technicznie niż uproszczona ewolucja równania Schroedingera.

* - przyjmuje się, że masa i ładunek elektronu są stałe, ale czy na pewno nie podlegają one jakimś fluktuacjom na pierdziesiątym miejscu po przecinku?

 

I jeszcze coś, w dużym skrócie - w przypadku tych zdarzeń elementarnych kierunek upływu czasu nie jest jednoznaczny. Przyszłość może się mieszać z przeszłością, i skutek (w naszym pojęciu) z przyczyną. Antyelektron (pozyton, e⁺) może być traktowany jako elektron przychodzący z przeszłości. Itd. Strzałkę czasu daje dopiero statystyka. Energie mogą być ujemne. Itd.

 

Co do wartości prawdopodobieństw w poszczególnych "punktach" - one też podlegają fluktuacjom, "pod nimi" siedzą wirtualki, które raz są takie, a raz śmakie.

 

Młotek do tłuczenia elektronów - milcząco przyjęliśmy założenie, że jest to młotek idealny, który nie ma żadnego wpływu na statystykę pola. Oczywiście każdy realny "młotek" taki wpływ będzie miał i i to by trzeba wliczyć. Też nasze pole jest czystą abstrakcją - skończona (w pudełku) lub nieskończona (poza nim) próżnia z pojedynczym elektronem... Ciekawe, czy ktoś nudząc się paskudnie zabawił się kiedyś w policzenie takiego dziwoląga na serio.

 

Jak znika fala prawdopodobieństwa w pudełku, jeśli złapiemy elektron poza nim... Można sobie to na różne sposoby tłumaczyć. W naszym modelu najlepszy będzie taki: pole w pudełku i poza nim, to to samo pole (ścianki były przenikalne w przypadku tunelowania) - ono po prostu szybkim kurcgalopkiem dochodzi do odpowiedniej statyki zdarzeń elementarnych (fluktuacji), odpowiedniej dla sytuacji, kiedy elektron został zlokalizowany poza pudełkiem.

 

I drobiazg na zakończenie dzisiejszej dobranocki: glaude złapał elektron i wrzucił go do pudełka, Afordancja utłukł elektron młotkiem poza pudełkiem. W świecie klasycznym naturalne jest przypuszczenie, że to ten sam elektron. W świecie kwantowym takie przypuszczenie jest całkowicie nienaturalne, co zresztą wynika też z naszego modelu, chociaż tak bardzo jest uproszczony.

 

glaude, i jak tam Twoje osy? Nie chciałem być świnią, ale chyba niechcący trochę je przytrułem... Żyją jeszcze?

Edytowane 23 sierpnia 2016 przez ex nihilo

[thikim 119]

 

 

Co do wartości prawdopodobieństw w poszczególnych "punktach" - one też podlegają fluktuacjom, "pod nimi" siedzą wirtualki, które raz są takie, a raz śmakie.

O to jest ciekawe. Jesteś tego pewien?

[ex nihilo 225]

O to jest ciekawe. Jesteś tego pewien?

 

Zależy jak to odczytałeś - czy do dotyczy to wartości, czy punktów... Jeśli "wartości", to trzyma się to po prostu całości tej zabawki. Jeśli "punktów" to chyba źle odczytałeś, a może ja trochę kiepsko to sformułowałem, ale dzisiaj była fajna pogoda, no i ostra jazda z fizyką czysto praktyczną

[thikim 119]

Odczytałem jako "wartości" - sformułowałeś poprawnie. Ale nie słyszałem o fluktuacjach rozwiązania równania Schroedingera. I trochę mnie to zaskakuje. Wydawało mi się że owszem nie mamy pewności ale prawdopodobieństwo możemy policzyć ściśle. W takim ujęciu to prawdopodobieństwo fluktuując nie jest już ścisłe.

Naturalnie - to być może nie jest problem bo piszemy w sumie o tym co się kryje pod zasadą nieoznaczoności Heisenberga.

Pod powierzchnią którą obserwujemy.

Zaskakuje mnie też druga rzecz jaką napisałeś.

Uogólniając: jeśli użyję n młotków np. 10000 to rozumiem że jest minimalna szansa na detekcję 10000 elektronów (tam gdzie był jeden). I zasadniczo ok.

Ale...czy jest w ogóle szansa na detekcję w ten sposób pojedynczej cząstki wirtualnej (a nie statystycznej całości - cząstki rzeczywistej)? Bo to by się sprowadzało do tego że możemy pojedynczego (każdego) wirtuala zaobserwować czyli zlokalizować w nim cząstkę rzeczywistą.

A czy to jest możliwe? Czy nasza detekcja nie wykrywa całego układu tych cząstek? Wszak one jako całość mają określoną masę, ładunek itd. A wykrywając wirtuala co byśmy wykryli? Elektron o masie neutronu?

Pojedynczy wirtual może mieć dowolne wartości masy, ładunku.

Oczywiście kwestia pojawia się: co mamy na myśli mówiąc młotek Jeśli jednak młotek ma być rzeczywisty (a tylko np. jest założenie myślowe że możemy jednocześnie użyć n młotków) to taki młotek może wykryć tylko rzeczywiste cząstki.

Tak mi się to wydaje

Teoretycznie młotek jest natychmiastowy ale lokalizujący

Dalej pojawia się kwestia szybkości lokalizacji (podejrzewam że to dokładnie ta sama szybkość co przy splątanych cząstkach i tunelowaniu). Natychmiastowa? Bardzo szybka? Błyskawiczna?

Ten artykuł pod którym dyskutujemy użył różnych sformułowań.

A właśnie od tej szybkości zależy co zrobi n młotków jednocześnie

Edytowane 24 sierpnia 2016 przez thikim

[glaude 40]

Osy padły po muchozolu.

Jeśli mój elektron z pudełka i ten poza nim, wymłotkowany przez Afordancję to być moze 2 inne, więc nie są z jednego stada (vide osy).

 

Tu dochodzi jeszcze jeden problem. Jeśli elektrony składają sie z identycznych elementów, to same są identyczne (jak klony w biologii). Tak więc nie do odróżnienia jest, który z elektronów znalazł się poza pudełkiem!

 

W takim ujęciu pytanie o to, który to z elektronów - traci sens.

I faktycznie, oddziaływanie w jednej części pola, wygeneruje aktywność w innej części pola, rozchądzącą się jak fala.

To tak, jak wiszące na sznurkach tej samej długości kulki jedna za drugą. Gdy odchylić jedną i puścić, to zarejestrujemy tylko ruch (energię) pierwszej i ostatniej kulki. Te w środku się nie ruszą.

 

Ex nihilo

Czy model 2-wymiarowy ze zderzeniami kulek lepiej Ci pasuje, jako odpowiednik 3-wymiarowego pola kwantowego?

[ex nihilo 225]

Ale nie słyszałem o fluktuacjach rozwiązania równania Schroedingera. I trochę mnie to zaskakuje. Wydawało mi się że owszem nie mamy pewności ale prawdopodobieństwo możemy policzyć ściśle. W takim ujęciu to prawdopodobieństwo fluktuując nie jest już ścisłe.

 

Bawimy się tu podstawowymi zasadami i intuicjami QFT (teorii pola), ale bez formalizmu tej teorii, bo dosyć trudny. Zamiast tego, coby było intuicyjnie, wziąłem równianie Schroedingera (dalej rS), a dokładniej kwadrat modułu rS. To nie jest przestępstwo. Ale rS jest z trochę innej wersji kwantowej bajki - rS nie przewiduje istnienia wirtualek i bajzlu, jaki one wprowadzają. Czy podoba Ci się jednoznaczne i precyzyjne określenie prawdopodobieństwa np. na dokładnie 5% w danym punkcie bulgoczącego wirtualkami pola? No chyba nie, to nie pasuje do siebie, wygląda paskudnie. Dlatego zrobiłem rS małą operacje plastyczną: do każdego punktu krzywej rS przyporządkowałem "w poprzek" drugą taką samą krzywą, której całka jest wartością prawdopodobieństwa wg rS w danym punkcie. Graficznie wygląda to mniej więcej tak, jakby krzywą rS przepuścić przez rozmycie gaussowskie (Gaussian Blur). To takie rozmycie determinizmu rS. Trochę jazda po bandzie, sędzia wsadził już pewnie gwizdek w dziób, ale chyba jeszcze nie gwiżdże - albo się zakrztusił, albo przekopuje regulamin tej gry, czy taka operacja jest dozwolona Tak czy inaczej zbliża to trochę rS do (wirtualnej) rzeczywistości QFT. O to właśnie chodziło, żeby prawdopodobieństwo nie było ścisłe. Ale może to nie tylko operacja plastyczna...

 

Ale...czy jest w ogóle szansa na detekcję w ten sposób pojedynczej cząstki wirtualnej (a nie statystycznej całości - cząstki rzeczywistej)? Bo to by się sprowadzało do tego że możemy pojedynczego (każdego) wirtuala zaobserwować czyli zlokalizować w nim cząstkę rzeczywistą.

 

Co jest wirtualne, a co rzeczywiste? W zasadzie w QFT nie ma takiego pytania. Rzeczywiste jest to, co sobie jako rzeczywiste zaobserwujemy, i tylko w tym momencie. "Cząstka" to trochę sztuczne pojęcie, chociaż w praktyce wygodne. Stan, struktura, konfiguracja pola, nic "twardego". Jak wrzucę proton będzie łatwiej - proton jest trochę bardziej klasyczny od elektronu.

 

Jeśli jednak młotek ma być rzeczywisty (a tylko np. jest założenie myślowe że możemy jednocześnie użyć n młotków) to taki młotek może wykryć tylko rzeczywiste cząstki.

 

Tym rzeczywistym młotkiem będzie proton... on sobie elektronka "zrobi" (bo trudno to inaczej określić) ze stanu pola.

 

Dalej pojawia się kwestia szybkości lokalizacji (podejrzewam że to dokładnie ta sama szybkość co przy splątanych cząstkach i tunelowaniu). Natychmiastowa? Bardzo szybka? Błyskawiczna?

 

Nie wiadomo, być może w ogóle nie można jej jednoznacznie określić, ale najbliższe byłoby to chyba "natychmiastowej". Kwantologia, którą się tu zabawiamy, jest nierealistyczna (w sensie kwantowym) i nielokalna. "Cząstka" w niej nie istnieje poza momentem oddziaływania, a następstwa zdarzeń nie muszą być ograniczone c, jeśli nie następuje wymiana energii.

 

A właśnie od tej szybkości zależy co zrobi n młotków jednocześnie

 

Nie, od pola można wziąć "pożyczkę", ale trzeba ją szybko oddać

 

 

 

Tak więc nie do odróżnienia jest, który z elektronów znalazł się poza pudełkiem!

 

Żaden To całkiem nowy elektron, który się "zrobił" ze stanu pola.

 

Ex nihilo Czy model 2-wymiarowy ze zderzeniami kulek lepiej Ci pasuje, jako odpowiednik 3-wymiarowego pola kwantowego?

 

Zostaw już te wszystkie diabelskie wynalazki One tylko Ci utrudniają. Trochę czasu potrzebne, a intuicja pola i jego stanu stanie się dla Ciebie tak naturalna, że sam będziesz się dziwił, że kiedyś mogło być inaczej i z osami i kulkami kombinowałeś.

Pola to cholernie wygodna intuicja - można jej używać w bardzo różnych sytuacjach. HorochovPL przypomniał tu niedawno "gaz muchowy"... nie wiem czy znasz sprawę. To taka zagadka z wagą, słoikiem i muchą w środku. Ile waży słoiik z siedzącą na dnie muchą, z uchą w nim latającą i z muchą wylatującą z niego. Ta zagadka naprawdę potrafi zwoje podpokrywkowe w pętelki pozwijać, a resztę zagotować. A im dłużej się o niej myśli, tym gorzej. Ale wystarczy przerobić muchę na pole muchowe (= gaz muchowy), a rozwiązanie jest natychmiastowe. Niedawno był tu temat elektronu "podzielonego" na 6 "części". W przypadku intuicji "cząstki" (a nawet kwazicząstki) można się zastrzelić - elektron nie składa się z żadnych części (albo w całości, albo wcale). Pole załatwia sprawę bezproblemowo - wystarczy nadać mu taką strukturę, żeby istniało 6 lokalnych maksimów prawdopodobieństwa... i pozostaje tylko sprawa techniczna, jak to zrobić w praktyce (rozwiązana, zrobili to). Itd. Mogę Ci zrobić np. pole ludzio-forsowe, nawet skwantowane, do tego mogę dodać pole ero-ludziowe itd. W sumie przerobić społeczeństwo na pole, które będzie sumą tych wszystkich pół

Edytowane 24 sierpnia 2016 przez ex nihilo

[thikim 119]

Czy podoba Ci się jednoznaczne i precyzyjne określenie prawdopodobieństwa np. na dokładnie 5% w danym punkcie bulgoczącego wirtualkami pola? No chyba nie, to nie pasuje do siebie, wygląda paskudnie

Ja muszę to dłużej przemyśleć Bo owszem nie pasuje. Ale może to "nie pasuje" jest rozwiązaniem może spasowanie tego będzie pójściem naprzód. Nie wiem. Zastanawiam się.

Jeśli ująć (rS)² jako prawdopodobieństwo oddziaływania z wirtualem w danym miejscu,który pojawia się i znika i fluktuuje no to na pierwszy rzut oka rzeczywiście (rS)² też powinno fluktuować.

Czy my te fluktuacje jesteśmy w stanie jakoś pośrednio potwierdzić pomiarami? Niby to takie prawdopodobieństwo w prawdopodobieństwie ale to chyba powinno wpływać na statystykę wyników?

A może jednak nie fluktuuje i za głęboko patrzymy. Jak patrzymy na powierzchnię to widzimy po prostu (rS)² ? A rozważanie fluktuacji przypomina szukanie w doskonale losowym rozkładzie prawidłowości i nie ma sensu.

Edytowane 24 sierpnia 2016 przez thikim

[ex nihilo 225]

RS jest całkowicie deterministyczne. Wsadź na nie kuleczkę i masz cząstkę z falą pilotującą.

Pierwotnie rS było interpretowane jako deterministyczne rozmywanie się "substancji" cząstki. Przy tej interpretacji prawdopodobieństwo wynikające z IrSI² oznacza mniej więcej tyle, że tam, gdzie jest więcej "substancji cząstki", tam jest większe prawdopodobieństwo jej zaobserwowania. I podobnej interpretacji używamy tutaj (rozmycie potencjałów), bo dla nas jest tu wygodna, ale w tym nie ma żadnej losowości, której wymaga pole naćkane wirtualkami. Dlatego taka operacja kosmetyczna nadająca  IrSI² rzeczywistą losowość (w pewnych granicach) jest tu uzasadniona. To tylko maksymalnie uproszczony model, który ma dawać łatwe w użyciu intuicje, ale jednak musi mieć wewnętrzną spójność.

 

Kurcze, ciągle nie mam czasu, żeby tego protona tam wrzucić (co innego musiałem wklepywać), ale może jutro się uda.