Drukuj stronę - Prawa fizyki kWaNtOwEj

Prawa - nie teorie, bo wiele wskazuje na to, Âże ta fizyka bierze gĂłrĂŞ nad dotychczasowymi "prawami".
ZachĂŞcam wiĂŞc do rozpisywania siĂŞ o tym "czarodziejskim" aspekcie fizyki. ;D

Kolejny dowĂłd na pomyÂłkĂŞ Einsteina
6 lip, 21:31

Pomiar jednej z wÂłaÂściwoÂści fotonu ma wpÂływ na wynik pomiaru innej - udowodniÂła grupa naukowcĂłw z Wiednia (wÂśrĂłd nich dwĂłch PolakĂłw: Radek ÂŁapkiewicz i Marcin WieÂśniak). To kolejny dowĂłd na trafnoÂśĂŚ teorii, ktĂłrej nie chciaÂł zaakceptowaĂŚ Albert Einstein.

Einstein nie chciaÂł siĂŞ pogodziĂŚ z tezami zawartymi w mechanice kwantowej, ktĂłra opisuje prawa rzÂądzÂące najmniejszymi czÂąstkami materii. GÂłĂłwny problem, jaki miaÂł genialny fizyk z tÂą teoriÂą nikogo nie zdziwi. Zmaga siĂŞ z nim kaÂżdy laik, ktĂłremu uczeni prĂłbujÂą wyjaÂśniĂŚ o co chodzi w mechanice kwantowej - po prostu za nic nie chce zrozumieĂŚ jak to jest moÂżliwe, Âże wÂłaÂściwoÂśĂŚ ukÂładu kwantowego zaczyna istnieĂŚ dopiero wtedy, kiedy zostanie zmierzona.

W mechanice kwantowej do momentu przeprowadzenia pomiaru ukÂład moÂże znajdowaĂŚ siĂŞ jednoczeÂśnie w wielu stanach, czyli w tzw. superpozycji - To sytuacja podobna do takiej, w ktĂłrej jeden czÂłowiek byÂłby zdolny iÂśĂŚ jednoczeÂśnie w prawo i w lewo - wyjaÂśnia ÂŁapkiewicz.

MoÂżna powiedzieĂŚ, Âże pomiar nie tyle ujawnia wartoÂśĂŚ danej cechy czÂąstki (np. jej pĂŞdu lub poÂłoÂżenia), ile tak naprawdĂŞ jÂą tworzy. To obserwator decyduje, ktĂłrÂą z wielu moÂżliwych wÂłaÂściwoÂści "powoÂła do Âżycia".

Tego Einstein nie chciaÂł zaakceptowaĂŚ. WierzyÂł on w istnienie obiektywnej rzeczywistoÂści, niezaleÂżnej od tego czy ktoÂś jÂą obserwuje czy nie. Wspomnienie czĂŞstych dyskusji z genialnym kolegÂą na ten temat zapisaÂł fizyk zajmujÂący siĂŞ mechanikÂą kwantowÂą Abraham Pais: "PamiĂŞtam Âże na jednym ze spacerĂłw Einstein nagle siĂŞ zatrzymaÂł, obrĂłciÂł w mojÂą stronĂŞ i spytaÂł czy naprawdĂŞ wierzĂŞ, Âże ksiĂŞÂżyc istnieje tylko wtedy, kiedy na niego patrzĂŞ" - relacjonowaÂł Pais.

Jednak obserwacje fizykĂłw potwierdzaÂły, Âże pomiary majÂą realny wpÂływ na zachowanie czÂąstek i nie wynika to tylko z tego, Âże inwazyjna metoda pomiaru zmienia wÂłaÂściwoÂści badanych obiektĂłw. Koronnym dowodem sÂą coraz doskonalsze obserwacje par splÂątanych czÂąstek. Pomiary wykonywane na jednej z nich natychmiastowo wpÂływajÂą na drugÂą, niezaleÂżnie od odlegÂłoÂści pomiĂŞdzy czÂąstkami (zjawisko to zaobserwowano nawet na odlegÂłoÂści ponad 100 km). Pomiary wykonane na kaÂżdej z czÂąstek dajÂą zupeÂłnie przypadkowe wyniki, jednak gdy zestawimy wyniki dla obu czÂąstek, okaÂże siĂŞ, Âże sÂą identyczne.

Od dawna prĂłbowano wyjaÂśniĂŚ te zjawiska, nie uÂżywajÂąc mechaniki kwantowej, ale tworzÂąc teorie alternatywne, tzw. teorie ukrytych zmiennych. W tych teoriach ukÂłady majÂą dobrze okreÂślone wÂłaÂściwoÂści, ktĂłre nie zaleÂżÂą od obserwacji. Jak podkreÂśliÂł ÂŁapkiewicz, nie cieszÂą siĂŞ one popularnoÂściÂą uczonych, powszechnie uznajÂących mechanikĂŞ kwantowÂą za dobry opis Âświata. Do tej pory jednak nie byÂło doÂświadczenia (innego niÂż z czÂąstkami splÂątanymi), ktĂłre by je wykluczaÂło. Teraz grupa mÂłodych naukowcĂłw z Uniwersytetu WiedeĂąskiego, pod kierunkiem prof. Antona Zeilingera (ktĂłry przeprowadziÂł wczeÂśniej przeÂłomowe doÂświadczenia ze splÂątanymi fotonami) zaprojektowaÂła i wykonaÂła taki eksperyment.

- WedÂług teorii, ktĂłre nasze doÂświadczenie obala, pomiar to sprawdzenie wczeÂśniej istniejÂących wÂłaÂściwoÂści (niezaleÂżnych od naszego pomiaru). Tego nie da siĂŞ pogodziĂŚ z mechanikÂą kwantowÂą, jeÂśli badamy ukÂład, o co najmniej trzech odrĂłÂżnialnych stanach (ang. qutrit) - tÂłumaczyÂł ÂŁapkiewicz.

MoÂżna wiĂŞc nazwaĂŚ to doÂświadczenie prĂłbÂą siÂł miĂŞdzy mechanikÂą kwantowÂą, a koncepcjami alternatywnymi. Wynik nie jest zaskoczeniem, ale jednoczeÂśnie jest dla fizyki przeÂłomowy.

- Dotychczas ten wynik funkcjonowaÂł teoretycznie. My wyszliÂśmy z zaÂłoÂżenia, Âże fizyka jest naukÂą doÂświadczalnÂą, wiĂŞc warto pomyÂśleĂŚ nad realizacjÂą eksperymentu, ktĂłry wykluczyÂłby w sposĂłb namacalny istnienie zmiennych ukrytych. ZnaleÂźliÂśmy najprostszÂą metodĂŞ realizacji tego doÂświadczenia - powiedziaÂł inny z autorĂłw doÂświadczenia dr Marcin WieÂśniak, obecnie pracownik Uniwersytetu GdaĂąskiego.

Jak wyjaÂśniÂł WieÂśniak, odpowiedzialny za czĂŞÂśĂŚ teoretycznÂą badania, w eksperymencie wykorzystano nierĂłwnoÂśĂŚ zaproponowana przez grupĂŞ tureckich matematykĂłw. Alexander A. Klyachko, M. Ali Can, Sinem Binicioglu i Alexander S. Shumovsky opublikowali na ten temat pracĂŞ na poczÂątku 2009 r.

- Kiedy Radek ÂŁapkiewicz znalazÂł ten artykuÂł, on byÂł dosyĂŚ ÂświeÂży. Zdaje siĂŞ Âże minĂŞÂło dwa lub trzy miesiÂące od czasu druku - wyjaÂśniÂł WieÂśniak.

Wykorzystana przez eksperymentatorĂłw nierĂłwnoÂśĂŚ przypomina tĂŞ znalezionÂą przez Johna Stewarta Bella w latach 60. NierĂłwnoÂśĂŚ ta jest speÂłniona jeÂśli wyniki pomiarĂłw jednej cechy sÂą niezaleÂżne od tego jakie inne cechy danej czÂąstki sÂą w danej chwili badane. OdwracajÂąc zaÂś to myÂślenie, pewne teorie ukrytych zmiennych nie mogÂą byĂŚ prawdziwe (czyli nierĂłwnoÂśĂŚ nie zostanie speÂłniona), jeÂśli poziom korelacji pomiĂŞdzy wynikami pomiarĂłw dwĂłch rĂłÂżnych cech tej samej czÂąstki przekroczy granicznÂą wartoÂśĂŚ.

SpeÂłnienie nierĂłwnoÂści oznaczaÂłoby, Âże alternatywne wobec mechaniki kwantowej teorie mogÂą byĂŚ sÂłuszne - jej zÂłamanie, Âże sÂłuszna jest mechanika kwantowa.

Bell sformuÂłowaÂł pierwszÂą z tych nierĂłwnoÂści - odnoszÂącÂą siĂŞ do czÂąstek splÂątanych i przedstawiÂł teoretycznÂą propozycjĂŞ eksperymentu, mogÂącego weryfikowaĂŚ teorie ukrytych zmiennych. PĂłÂźniej doÂświadczenie przyniosÂło rozstrzygniĂŞcie na korzyÂśĂŚ mechaniki kwantowej, pokazujÂąc jednoczeÂśnie zjawisko splÂątania odlegÂłych od siebie obiektĂłw.

Teraz zademonstrowano z kolei, Âże nawet bez splÂątania wyniki pomiarĂłw nie dajÂą siĂŞ opisaĂŚ przy uÂżyciu ukrytych zmiennych niezaleÂżnych od pomiarĂłw - wyniki uzyskane przez eksperymentatorĂłw zÂłamaÂły nierĂłwnoÂśĂŚ. Co dla nikogo nie byÂło zaskoczeniem.

WieÂśniak zastrzegÂł jednak, Âże doÂświadczenie nie przekona wszystkich zwolennikĂłw teorii alternatywnych wobec mechaniki kwantowej. - To jest bardzo silny i bardzo prosty w swojej naturze dowĂłd przeciw tzw. zmiennym ukrytym. Nie mogĂŞ jednak powiedzieĂŚ, Âże ostatecznie wyeliminowaliÂśmy alternatywne opisy. To jest walka z teoriami w pewnym sensie spiskowymi - powiedziaÂł.

Fizycy nie majÂą jednak poczucia, Âże przeprowadzili swĂłj eksperyment tylko dla przyjemnoÂści.

- Z naszym doÂświadczeniem jest trochĂŞ jak z doÂświadczeniem Bella. JeÂżeli ktoÂś wierzy w mechanikĂŞ kwantowÂą, to wynik nie powinien byĂŚ dla niego zaskoczeniem. Mimo to obserwacja Âłamania nierĂłwnoÂści Bella udowodniÂła ludziom, Âże zaskakujÂące kwantowe efekty sÂą nam dostĂŞpne i moÂże warto pomyÂśleĂŚ jak ich uÂżywaĂŚ. NarodziÂła siĂŞ koncepcja zastosowania dziwnych wÂłaÂściwoÂści mechaniki kwantowej w obrĂłbce i przesyÂłaniu informacji. Znaleziono i zademonstrowano protokoÂły sÂłuÂżÂące kryptografii, teleportacji a takÂże algorytmy obliczeĂą kwantowych. MoÂże tutaj bĂŞdzie podobnie. IstniaÂł wynik na papierze, a my pokazaliÂśmy, Âże jest sposĂłb Âżeby zobaczyĂŚ go w laboratorium - podkreÂśliÂł ÂŁapkiewicz.

DoÂświadczenie opracowaÂł i przeprowadziÂł zespĂłÂł w skÂładzie: Radek ÂŁapkiewicz, Peizhe Li, Christoph Schaeff, Nathan K. Langford, Sven Ramelow, Marcin WieÂśniak, pod kierunkiem Antona Zeilingera. PracĂŞ opisujÂącÂą przebieg doÂświadczenia i jego wyniki opublikowaÂło ostatnio czasopismo "Nature".

http://wiadomosci.onet.pl/nauka/kolejny-dowod-na-pomylke-genialnego-naukowca,1,4784279,wiadomosc.html

Dla uÂłatwienia zaÂłÂączam trzy filmiki:

http://www.youtube.com/v/SxGFTfnFt-E?version=3&hl=pl_PL

http://www.youtube.com/v/wA9QCu8JR1Q?version=3&hl=pl_PL

http://www.youtube.com/v/e5IdE56Rf-w?version=3&hl=pl_PL

zamieszczone do artykuÂłu: Materia czyli tajemnica kosmicznej pustki. (http://www.nautilus.org.pl/?p=artykul&id=2396)

Niezależne Forum Projektu Cheops

Hydepark => Nauka i technika => Wątek zaczęty przez: Dariusz Wrzesień 06, 2011, 19:56:10