Pentru a vă înregistra, vă rugăm să trimiteți un email către administratorul site-ului.
Pune o întrebare

3.6k intrebari

6.8k raspunsuri

15.5k comentarii

2.5k utilizatori

4 plusuri 1 minus
1.4k vizualizari

Întrebarea are la bază discuţiile purtate la această întrebare: Care este cel mai mare "lucru" cu care s-a realizat experimentul cu două fante?

În esenţă, Marian Mărchidanu spune:
"- Colapsul functiei de unda este un model teoretic. Electronii, protonii, neutronii, atomii, moleculele nu sunt unde chiar daca au acest comportament.
- particulele mici (la scari atomice) au deplasari laterale ale traiectoriei,si ca acestea nu provin dintr-o presupusa stare de unda ci dintr-o instabilitate statistica a traiectoriei de la mecanica Newtoniana
- In mecanica cuantica nu este obigatorie teoria dualista pentru ca sa functioneze
- caracter dual inseamna ca sunt particule care in anumite conditii se deplaseaza pe traiectorii specifice undelor, dar isi pastreaza intotdeauna pozitia unica in spatiu, indiferent care ar fi opiniile unei parti a comunitatii stiintifice"

Altfel spus, pe baza celor afirmate de Marian, ce credeţi în privinţa dualităţii corpuscul-particulă? Este un foton ori un electron doar particulă? Ce argumente aveţi?

După ştiinţa mea, dualitatea corpuscul-undă este unul dintre principiile fundamentale ale mecanicii cuantice. Invalidarea acestuia înseamnă invalidarea mecanicii cuantice.

Senior (11.9k puncte) in categoria Fizica

6 Raspunsuri

4 plusuri 0 minusuri

 

Buna dimineata !
 
R: Caracteristica intriseca insuficient descifrata (in cate dimensiuni spatiale vibreaza, ce este spatiul ca mediu-suport, cum si de ce ?), pentru care avem inca doar reprezentari schematice, de aceea descriem aceste micro-fenomene doar dintr-o perspectiva statistica.
Ceea ce numim noi astazi "caracter dual corpuscul-unda" este un eufemism pentru actualul nostru nivel de cunostinte, dar sunt convins ca la nivelul cel mai mic fenomenele sunt ondulatorii.
 
Va veni o zi cand vom descifra 100% misterul si vom descrie in limbaj matematic toate interactiunile cuantice - "orbecaiala"  de acum parand o naivitate urmasilor.
 
PS: Sa vedem cum aplica Marian mecanica newtoniana in domeniul cuantic, ce inseamna "instabilitate statistica a traiectoriei" - acolo unde noi il urmam pe Schrodinger cu a lui functie de unda.
Senior (8.7k puncte)
2 plusuri 0 minusuri
La obiect, un electron (conform mecanicii cuantice) nu e nici particula, nici unda.
0 0
Aşa am învăţat şi eu, HarapAlb, dar te aştept, cu mai multe cuvinte, să dialoghezi un pic cu cei cu eventuale opinii contrare.
Trebuie să ne ajuţi şi cu explicaţii, nu doar cu verdicte. Îţi dau, în avans, un vot pozitiv :)
0 0
Ideea este ca in mecanica cuantica electronul nu reprezinta suma celor doua descrieri clasice (unda si particula), ci este ceva calitativ nou. Modelul cuantic al electronului ajuta la descrierea unor fenomene care sunt imposibil de atacat folosind conceptul clasic de unda, particula sau orice combinatie a lor.

"Dualitatea unda-corpuscul" ajuta la stabilirea pana la un punct a unei analogii intre fenomenele cuantice si cele clasice. Ea este utila pedagogic probabil la nivel de liceu pentru ca odata ce suntem familiarizati cu formalismul cuantic este clar ca "dualismul unda-particula" este un concept fara acoperire.

Atentie totusi la termenii folositi si intelesul lor. Cineva familiarizat cu mecanica cuantica poate folosi termenul de "particula" subintelegandu-se ca este vorba de descrierea cuantica si nu de cea clasica. Asta poate crea confuzii pentru cei nefamiliarizati cu mecanica cuantica. Nu stiu daca exista un termen general aceptat pentru a denumi (scrisesem incorect "a descrie") ceva ce nu e nici particula, nici unda.

PS: Pentru discutii ample si tehnice cred ca e mai potrivit forumul decat sectiunea Q&A.
0 0
Multumim Harap-Alb ! Asta am incercat sa subliniez si eu, expresia este eufemistica prin analogie la fenomene cunoscute anterior, nu este un "ceva" care este in acelasi timp si particula si unda sau care se transforma cumva ba in particula ba in unda, este ceva diferit a carui descriere finala lipseste la nivelul actual al fizicii.
0 0
@HarapAlb:

Crezi că putem imagina analogii mai potrivite decât cele reuşite prin intermediul conceptului de dualitate corpuscul-undă? Adică, dacă ar fi să  "povesteşti" şi apoi să încerci să şi explici cu creta pe o tablă experimentul cu două fante unor liceeni, cum ai face-o? Cum ai descrie entitatea cu numele de electron? De la ce comportament de bază al electronului ai pleca pentru a explica rezultatele experimentului?
2 plusuri 0 minusuri
La adresa de mai jos puteţi citi abordarea pe care autorii cărţii "The Quantum Universe" (Brain Cox şi Jeff Forshaw) o au când vine vorba de încercarea de a descrie comportamentul unui electron. Acolo este explicat, în concordanţă cu descrierea respectivă făcută electronului, şi experimentul cu 2 fante.

 

Este vorba de subcapitolul 3, pagina 27 a cărţii de mai jos:

http://www.scribd.com/doc/82588288/The-Quantum-Universe
Senior (8.1k puncte)
0 0
La pagina 38, fig.3.1. este inexacta prin incopletitudine: nu arata ce tipar s-ar vede pe ecran in diferite pozitii, incepind cu cea de linga fante, pentru a putea face o comparatie pertineta cu fig. 2.4 de la pag.31
                                                                                                                                
Daca ecranul de proiectie ar fi fost circular, ai fi vazut ca nu exista electoni  in stinga si drepata, iar numarul franjelor laterale este limitat si direct proportional cu distanta dintre ecran si fante.

Edit: Deasemenea, desenul de la figura 3.1 nu reprezinta o realitate empirica ci numai un model teoretic, nesustinut de nicio oservatie si mai mult, cunostintele actuale prezic ca nici nu va putea fi verificata vreodata din cauza principiului de incertitudine care prin fiecare observatie/interactiune ne garanteaza modificarea traiectoriei.
Si cum orice teorie stiintifica trebuie sa fie FALSIFICABILA putem concide ca acesta teorie ondulatorie a corpusculilor NU ESTE STIINTIFICA.

Pe de alta parte, teoria cuantica, prezice ca un corpuscul va avea o traiectorie UNICA, pe care nu o putem determina precis, dar cuprinsa intrun manunchi de probabilitati calculabile, iar masuratorile experimentale au validat intotdeauna teoria.
Cu alte cuvinte daca un corpuscul are trei traiectorii posibile de parcurs A, B si C, el nu trece simultan prin A si B si C, ci trece numai prin una: A, sau B sau C, dupa cum a fost si dovedit experimental, gasind un corpuscul intotdeuna intro singura pozitie de pe traiectoria A sau B sau C.
0 0
Deci tu spui asa:

"teoria cuantica, prezice ca un corpuscul va avea o traiectorie UNICA, pe care nu o putem determina precis, dar cuprinsa intrun manunchi de probabilitati calculabile, iar masuratorile experimentale au validat intotdeauna teoria."

In contextul experimentului cu 2 fante, daca acoperim o fanta, toti electronii/fotonii/etc. vor trece prin fanta ramasa descoperita, nu? Deci una dintre traiectorii este parcursa mereu, pare-se...

Atunci cum se face ca, daca e sa ne luam dupa explicatiile tale, cand descoperim si a doua fanta, unii corpusculi o iau si pe acolo?
0 0
@ goguv, poate conform spuselor tale.
Daca acoperim o fanta, jumatate din electronii care treceau prin fante se vor izbi de "oblon". Trebuie sa-ti precizez ca numai o mica parte din electronii propulsati spre ecranul cu fante trec mai departe, cei mai multi, se izbesc de ecran, in stinga, dreapta si intre fante. Distributia lor la nivelul ecranului cu fante e intotdeauna una gausiana (clopot gauss in spatiu) si numai cei care ajung in dreptul fantelor trec mai departe.

Poate ca nu putem vedea exact prin ce fanta va trece un electron, dar putem vizualiza precis cati electroni nu trec prin fante si unde se izbesc ei de ecranul cu fante.
1 plus 0 minusuri
Citat Truth: "Ceea ce numim noi astazi "caracter dual corpuscul-unda" este un eufemism pentru actualul nostru nivel de cunostinte"

Citat HarapAlb: "Ideea este ca in mecanica cuantica electronul nu reprezinta suma celor doua descrieri clasice (unda si particula), ci este ceva calitativ nou. Modelul cuantic al electronului ajuta la descrierea unor fenomene care sunt imposibil de atacat folosind conceptul clasic de unda, particula sau orice combinatie a lor. "Dualitatea unda-corpuscul" ajuta la stabilirea pana la un punct a unei analogii intre fenomenele cuantice si cele clasice. Ea este utila pedagogic probabil la nivel de liceu pentru ca odata ce suntem familiarizati cu formalismul cuantic este clar ca "dualismul unda-particula" este un concept fara acoperire."

Ecuatia lui Schrondinger nu descrie o unda in sens clasic
"ÚNDĂ s. f. fiecare din seria de mișcări concentrice care se propagă într-un mediu fluid sub influența unei impulsiuni." Dexonline Ecuatia lui Schrodinger descrie un set de probabilitati, adica ceva cu totul nou si diferit de conceptul de unda. Daca o unda presupune o propagare a unei vibratii printrun mediu, un corpuscul se deplaseaza pe o traiectorie pe care nu o putem determina din cauza incertitudinii introdusa de fiecare interactiune (numita impropriu observatie) dar o putem estima probabilistic cu ecuatia functiei de unda Schrodinger.

Principiul fundamental al mecanicii cuantice nu este dualitatea unda/particula ci reprezinta un concept cu totul nou dupa cum arata si HarapAlb. Cuantica presupune incertitudinea traiectoriei si solutii probaliliste. In deplasarea particulelor unui corp traiectoria este perfect calculabila, iar in deplasarea undelor particulele revin in pozitia initiala la terminarea unei oscilatii complete. Inexactitatea interpretarii experimentului cu doua fante apare numai la nivel de "popularizare a stiintei" si are un caracter de stire senzationala. Pornind de la falsa presupunere ca un corpuscul poate parcurge simultan mai multe traiectorii (desi la fiecare observatie corpusculul a fost gasit intr-un singur loc) ca se poate "rupe" si ciocni cu el insusi pentru a determina pe ecran un tipar de interferenta se pot ajunge prin rationamente la teorii halucinante.

De fapt nicio presupusa ciocnire de el insusi (adica un caracter de unda) nu poate explica traiectoria unui singur corpuscul, de ce ajunge pe ecran intro pozitie aleatorie si mai ales de ce un grup mai mare de corpusculi lansati independent se supun determinismului statistic ca si cum cineva ar fi memorat traiectoriile independente.

O alta gaselnita a experimentului cu doua fante este "trasul cu ochiul" adica "observarea" corpusculului inainte de a intra in fante, desi asta echivaleaza du modificarea experimentului pentru ca una din variabilele de lucru este distanta de la aruncatorul de particule la ecranul cu fante, distanta ce modifica forma paternului proiectat astfel: o data cu micsorarea distantei dintre aruncator si fante, tiparul de pe ecran se va "lati" si simultan vor dispare franjele laterale, pentru ca la o apropiere prea mare, franja centrala se va diviza in doua linii iar ultimele doua franje laterale vor dispare, ajungaind la imaginea caracteristica particulelor.
Junior (941 puncte)
0 0
Ma poate ajuta cineva sa inserez paragrafe?
Edit: multumesc Scientia.Ro
0 0
Una din teoriile halucinate este "experimentul" teoretic "Pisica lui Schrodinger", care ignora faptul ca interactiunea dintre orice doi corpusculi determina "colapsul" functiei de unda nicidecum observatia din partea unei fiinte constiente... si cum o pisica este formata din nenumarati atomi si corpusculi, ea "colapseaza" in existenta de mai multe ori decit putem masura cu orice aparat.
0 0
Si eu apreciez ca fiind halucinanta explicatia "pisicii S., jumatate vie si jumatate moarta" - o idee speculativa pentru a ilustra nedeterminarea cuantica dar esuata la nivel de popularizare a stiintei intr-o consecinta aberanta - cum "ca constiinta" observatorului produce colapsarea functiei de probabilitati.
1 plus 0 minusuri

Marian, am înţeles ce susţii, dar nu înţeleg cum ai ajuns la aceste concluzii.

Cred că ar fi lămuritor dacă ai răspunde, cât de concret posibil, la următoarele întrebări:

- cum de rezultă tiparul de interferenţă specific din experimentul cu două fante? Cum de se comportă fotonul ori electronul ca şi cum particula ar trece prin ambele fante simultan, ar interfera cu sine însăşi şi ar interacţiona cu ecranul detector. Sigur, tiparul de interferenţă este expresia statistică a felului în care ajung particulele, trimise una câte una către detector. Dar cum de ele nu se împrăştie peste tot, ci ca şi cum s-ar fi deplasat ca undă spre detector?

- folosind un interferometru Mach-Zehnder, trimiţând fotoni, unul câte unul către cele două detectoare, vom constata că, din cauza tipului de splitere folosite, care determină schimbarea fazei pe o cale de transmisie, la unul dintre detectoare nu se consemnează prezenţa niciunei particule, pentru că în urma interferenţei, undele se anulează. Nu vreau să intru în detalii, pentru că ar fi prea mult de spus ca să explic tot experimentul. Cine doreşte detalii, poate accesa linkul de mai sus. Deci: cum explici că la unul dintre detectoare nu ajung particule? Mecanica cuantică arată, astfel, printre altele, tocmai dualitatea corpuscul-undă. Anularea de care vorbeam nu poate avea loc decât între unde. În cazul nostru, particula călătoreşte, misterios, pe ambele căi şi inteferează, la fel de misterior, cu ea însăşi, iar în urma schimbării de fază pe o cale de transmisie, interacţiunea cu ea însăşi înseamnă anulare. Cum explici fenomenul anulării?

Şi, în sfârşit, o ultimă întrebare: care este sursa afirmaţiei tale "teoria cuantica, prezice ca un corpuscul va avea o traiectorie UNICA"?

 

Senior (11.9k puncte)
0 0
Teoria cuantică are la bază o funcţie de probabilităţi.
Probabilităţile spun că dacă arunci o monedă, după cădere ea va arăta întotdeauna o singură faţă (marca sau banul) chiar dacă nu putem prezice care din ele, ci numai probabilitatea de 50% pentru fiecare posibilitate.
Desigur, fac abstracţie de posibilitatea căderii pe munchie, dar putem încerca analogia cu zaurile.
Am putea face aici anlogia dintre starea "ondulatorie" a fotonului şi starea monedei în aer.

Nu am experimentat cu un interferometru Mach-Zehnder şi astfel nu-i cunosc parametrii de lucru.
0 0
Mă citez: O alta gaselnita a experimentului cu doua fante este "trasul cu ochiul" adica "observarea" corpusculului inainte de a intra in fante, desi asta echivaleaza du modificarea experimentului pentru ca una din variabilele de lucru este distanta de la aruncatorul de particule la ecranul cu fante, distanta ce modifica forma paternului proiectat astfel: o data cu micsorarea distantei dintre aruncator si fante, tiparul de pe ecran se va "lati" si simultan vor dispare franjele laterale, pentru ca la o apropiere prea mare, franja centrala se va diviza in doua linii iar ultimele doua franje laterale vor dispare, ajungaind la imaginea caracteristica particulelor.
Acest ultim paragraf arată diferenţa de comportament între o undă şi un corpuscul, prin faptul că odată cu modificarea distanţei dintre aruncător şi cele două fante se schimbă tiparul de pe ecran la corpuscul, în timp ce la unde, tiparul este unic, oricare ar fi distaţa dintre sursa de valuri şi ecranul cu două fante.
0 0
Interferometrul Mach-Zehnder funcţionează cu lumină nu cu particule materiale. Proprietăţile corpusculilor cu masă de repaus sunt diferite de ale corpusculilor fără masă.
0 0
Quark, dacă două unde diferite le putem modula în asemenea fel încât la interferenţă să dispară ambele, acelaşi lucru nu-l vom putea face niciodată cu fotoni şi cu atât mai puţin cu electroni, care au masă de repaus. Tot ce s-a făcut în acel esperiment a fost mutatea traiectoriilor fotonilor de pe un traseu pe altul.

Explicaţia cu interferenţa undelor în mecanica cuantică seamnănă cu următoarea:
Un om de ştiinţă taie experimental picioareleunei muşte. Apoi îi zice zice "Zboară!" şi acestă zboară.
Apoi îi taie aripile şi îi zice "Zboară!" şi musca nu mai zboară.
Concluzia savantului: "Dacă îi tai aripile, o muncă nu mai aude."


Quark: Şi, în sfârşit, o ultimă întrebare: care este sursa afirmaţiei tale "
teoria cuantica, prezice ca un corpuscul va avea o traiectorie UNICA
"?
Răspuns: Teoria cuantică se bazează pe o funcţie de probabilităţi. Matematica probabilităţilor are la bază statistica, adică măsurători reale. Dacă probabilităţile estimează procente din întreg, statistica măsoară întotdeuna întregul. Niciodată în realitate nu vei putea măsura poziţia unui corpuscul altfel decît întreagă, unică.
Şi cum te întreb eu: care e DOVADA că un corpuscul are simultan mai multe poziţii?!?
Teoria cuantică lucrează cu probabilităţi, deci estimări, traiectorii virtuale, închipuite. Numai măsurătorile finale sunt reale.
EU pot dovedi că un corpuscul, ori de câte ori îi vei determina poziţia va fi una singură, certă, incontestabilă, iar dacă fiecare poziţie a lui măsurabilă, deci reală, e unică, atunci şi traiectoria sa  fiind formată din suma poziţiilor succesive e unică.
Tu poţi dovedi contrariul prin măsurătoare directă?

P.S.
Atâta vreme cât începi discuţia cu concluzia "cum de rezultă tiparul de interferenţă specific din experimentul cu două fante? Cum de se comportă fotonul ori electronul ca şi cum particula ar trece prin ambele fante simultan, ar interfera cu sine însăşi şi ar interacţiona cu ecranul detector. Sigur, tiparul de interferenţă este expresia statistică a felului în care ajung particulele, trimise una câte una către detector. Dar cum de ele nu se împrăştie peste tot, ci ca şi cum s-ar fi deplasat ca undă spre detector?" nu vom putea ajunge niciodată la rezultate, pentru foloseşti metoda creaţionistă: "Iată concluziile! Ce dovezi putem găsi spre a le susţine?"
Metoda ştiinţifică este: "Iată dovezile! Ce concluzii putem ptrage din ele?"
Dicuţia trebuie începută cu Prezentarea Datelor, iar acesea sunt că experimentul cu două fante produce pe ecran un tipar de benzi.

Că tiparul de benzi duce prima oară cu gândul spre ceva cunoscut, adicătiparul de interferenţă al undelor este un punct de plecare, un punct de sprijin, o cârjă pentru un şchiop, dar ce facem atunci când nu mai renunţăm la cârjă deşi piciorul e vindecat? Rămânem ologi pe viaţă, prin atrofierea muşchilor nefolosiţi.
0 plusuri 0 minusuri

http://www.scientia.ro/stiri-stiinta/80-fizica/3518-top-10-realizari-stiintifice-ale-anului-2011.html

Locul I: Schimbarea perspectivei asupra măsurătorilor cuantice
Munca depusă de Steinberg s-a evidenţiat deoarece a testat bine cunoscuta noţiune că mecanica cuantică nu ne permite să cunoaştem traiectoriile urmate de fiecare foton în parte, pe măsură ce aceştia călătoresc prin două fante amplasate la o distanţă mică, cu scopul creării unui tipar de interferenţă.

Această interferenţă este exact ce ne-am fi aşteptat dacă percepem lumina ca o undă electromagnetică. Însă mecanica cuantică ne permite şi să percepem lumina ca o succesiune de fotoni, deşi, în cazul în care am determina care fantă este aleasă de fotonii individuali, consecinţa directă ar fi dispariţia tiparului de interferenţă. Prin folosirea măsurătorilor slabe, Steinberg şi echipa sa au fost capabili să dobândească unele informaţii referitoare la traiectoriile avute de fotoni, fără a distruge tiparul.

În cadrul experimentului, fanta dublă este înlocuită cu un separator de fascicule şi o pereche de fibre optice. Un singur foton loveşte separatorul şi călătoreşte de-a lungul fibrei din dreapta sau din stânga. După ce emerge de la capetele apropiate ale fibrelor optice paralele, acesta creează un tipar de interferenţă pe ecranul detectorului.

Măsurătoarea slabă este efectuată prin trecerea fotonilor emergenţi printr-o bucată de calcit, care impregnează o mică rotaţie în polarizarea fotonului. Suma rotaţiilor depinde de direcţia de deplasare a fotonului, cu alte cuvinte, a impulsului acestuia. Fotonii sunt apoi „post-selectaţi” în funcţie de locaţia unde ating ecranul, ceea ce le permite cercetătorilor să determine media traiectoriilor fotonilor care ajung acolo.

Acest experiment relevă, de exemplu, că un foton detectat în partea dreptă a tiparului de difracţie este mai probabil emergent din fibra optică amplasată în dreapta, decât din cea din stânga. Cât timp aceste informaţii nu ne sunt restricţionate de fizica cuantică, Steinberg spune că fizicienii au considerat că „este oarecum imoral să te întrebi unde este un foton înainte de a fi detectat”.

„Puţin câte puţin, oamenii încep să pună întrebări interzise”, spune Steinberg, adăugând că experimentul echipei sale va „împinge fizicienii către o modificare a modului în care gândesc anumite lucruri”.

 

 

Junior (941 puncte)
...