Kot Schrödingera

fe...........he • 2012-07-03, 18:34

Kot Schrödingera – w mechanice kwantowej słynny eksperyment myślowy (doświadczenie myślowe) z hipotetycznym kotem.

Schrödinger wymyślił urządzenie oddziałujące na kota, zamkniętego w pojemniku z trucizną (np. z trującym gazem). Do szczelnego pojemnika wkładamy: żywego kota, źródło promieniotwórcze emitujące średnio jedną cząstkę na godzinę oraz detektor promieniowania (np. licznik Geigera-Müllera), który w chwili wykrycia cząstki uwalnia trujący gaz. Po zamknięciu pojemnika i odczekaniu jednej godziny mamy 50% prawdopodobieństwo, że kot jest martwy, i takie samo prawdopodobieństwo, że jest nadal żywy. Tak sugerowałby tzw. zdrowy rozsądek. Jeśli nastąpi radioaktywny rozpad i licznik go zarejestruje, zostanie uruchomiony mechanizm, który uwolni truciznę, wtedy kot zginie. Jeśli rozpad nie będzie miał miejsca, zwierzę nadal będzie cieszyło się życiem.

Z opisu kwantowo-mechanicznego wynika jednak coś innego – przed otwarciem pojemnika kot jest jednocześnie i martwy, i żywy. Jako obiekt kwantowy, znajduje się on równocześnie w każdym z możliwych stanów (tzw. superpozycji). Dopiero otwarcie pojemnika i sprawdzenie jego zawartości redukuje układ do jednego stanu – następuje załamanie funkcji falowej kota, i dopiero w momencie poczynienia obserwacji kot przyjmuje jeden, konkretny stan. W tym przypadku mamy tylko dwa możliwe stany - kot jest martwy albo żywy.
Zgodnie z regułami tzw. interpretacji kopenhaskiej, do momentu przeprowadzenia pomiaru, tzn. stwierdzenia, co dzieje się z kotem, jego stan jest fundamentalnie nieokreślony – kot jest jednocześnie żywy i martwy. Fizycy mówią o superponowanym stanie żywego i martwego kota. Dopiero pomiar rozstrzygnie jego losy. Występowanie superpozycji stanów jest zjawiskiem powszechnym w świecie mikroskopowych obiektów.
Eksperyment kłóci się ze zdrowym rozsądkiem, co wynika z faktu, że jest niemożliwy do przeprowadzenia w świecie makroskopowym. Przedmioty dostępne nam do obserwacji w naszej skali składają się z obiektów podlegających prawom mechaniki kwantowej. Jednak, ze względu na bardzo dużą ilość tych obiektów, ich poszczególne stany uśredniają się, nie pozwalając obserwować efektów kwantowych.

sobanek

2012-07-04, 18:59

Też oglądałeś Repo Men na VOD?

MaestroRCS

2012-07-04, 19:07

2

Widzę, na żywca skopiowane z wikipedii, no ale...

Ogólnie takie zagadnienia fizyki są fajne, i o wiele przyjemniejszy byłyby lekcje fizyki w szkołach, gdyby raz na jakiś czas były właśnie takie zajęcia, zamaiast idiotycznego przekształcania wzorów, które na nic się w życiu codziennym nie przydają.

bloodwar:

Naukowycy z CERN obwieścili światu, że wykryto cząsteczkę szybszą niż światło. Jednocześnie też dodali, że nie są pewni, iż nie nastąpiła pomyłka, i że te testy zostaną powtórzone po wielokroć, aby mieć pewność, więc nie pitol, że od razy obwieszczali światu "sukces"

No i jakby nie patrzeć, obie teorie względności Einsteina, mimo iż sformułował je bez jakichkolwiek dowodów w tamtych czasach, do dzisiaj działają bez zarzutu w fizyce powszechnej, więc chyba można uznać, że są prawidłowe. Nic nie może poruszać się szybciej od światła, a jedynie, im bardziej zbliżamy się do tej prędkości, tym bardziej czas spowalnie, jak już ktoś pisał powyżej. Dlatego też m.in. satelity GPS mają wbudowny korektor czasu, bo przy tych prędkościach, jakie osiągają w przesterzeni, w cięgu dłuższego czasu uzbiera się kilka milisekund różnicy, co ma jednak kolosalne znaczenie dla techniki na ziemi. No i dzięki dylatacji czasu (czas "ugina się" i "odkształca") teoretycznie możemy podróżować w czasie

clemenza

2012-07-04, 19:15

parę dni temu był o tym program na Discovery, albo podobnym kanale

ciekawa teoria

podobno używamy tylko parę % naszych szarych komórek. rozkmina nad takim doświadczeniem to na pewno krok naprzód.

DaviD_

2012-07-04, 19:30

4

To co niektórzy piszą jest poniżej poziomu.

Dylatacja czasu istnieje i można zmierzyć jej skutki. Wystarczą dwa zsynchronizowane zegary atomowe, który jeden jest na ziemi, a drugi wkładamy do samolotu lub umieszczamy na stacji kosmicznej. I możemy zauważyć, że dla drugiego czas płynie wolniej. Da się zrobić ? No da i wcale nie trzeba latać po kosmosie z prędkością światła.

Co do eksperymentu z kotami, to oczywiście tyczy się to tylko mikroskali i fizyki kwantowej, w której można dostrzec wiele paradoksów.

Prosto mówiąc:
chodzi o to, że cząsteczka może znajdować się w kilku stanach jednocześnie. I znajduje się w nich tak długo, dopóki tego nie sprawdzimy.

Są również cząsteczki, które znajduję się w dwóch miejscach jednocześnie ( np. w dwóch zamkniętych pojemnikach ). Dopóki któregoś nie otworzymy, będą znajdować się w dwóch naraz.

Takie informacje lecą nawet w TV i pewnie na Youtubie są powtórki.

straku

2012-07-04, 20:56

2

bloodwar napisał/a:

Dylatacja czasowa występuje, gdyż aktualnie nie jesteśmy w stanie stworzyć mechanizmu odmierzającego czas, który byłby odporny na grawitację i siły działające przy przyśpieszaniu. Owszem, zegar atomowy jest "troszkę" bardziej dokładniejszy na tym polu niż wskazówkowy ale wciąż podlega tym samym prawom fizyki przy prędkości obrotu ziemi, przy prędkościach naddźwiękowych co i przy prędkościach przyświetlnych i to te siły wpływają na pomiar czasu. Prędkość nie zagina czasu, zagina sposób mierzenia czasu. Posiadając zły odczyt bazowy nie jesteś w stanie udowodnić prawdziwości jakiejkolwiek teorii, dlatego jedynym sposobem na udowodnienie zmiany czasu jest wysłanie długowiecznego ludzika w długą podróż z prędkością tuż przy granicy prędkości światła, a jednocześnie pozostawienie jego brata-bliźniaka na Ziemi i po iluś tam tysiącach lat policzenie który ma więcej zmarszczek i siwych włosów

Nienawidzę ludzi, którzy wypowiadają się na dany temat nie mając o tym zielonego pojęcia. Szczególną teorię względności sprawdzano przede wszystkim na cząstkach, które mają określony czas życia kiedy ich prędkość wynosi 0. Otóż - rozpędzano te cząstki do prędkości bliskich prędkości światła, co powodowało znaczne wydłużenie czasu ich życia. Czy ten rodzaj doświadczenia też do Ciebie nie przemawia? Cząstka i jej czas życia też jest źle skonstruowanym mechanizmem, na który wpływ mają siły występujące przy dużych prędkościach?

Co jak co, ale żeby czepiać się szczególnej teorii względności, która w swojej prostocie jest tak uniwersalna trzeba być prawdziwym ignorantem.

jpdl

2012-07-04, 21:02

DaviD_ napisał/a:

Prosto mówiąc:
chodzi o to, że cząsteczka może znajdować się w kilku stanach jednocześnie. I znajduje się w nich tak długo, dopóki tego nie sprawdzimy.

Jeśli tylko o to chodzi to dlaczego ja się zastanawiał jakieś dobre 15 min dlaczego k***a kot w pudełku i dlaczego trucizna wydzielana pod wpływem promieniowania??? Chyba są prostsze sposoby na zabicie bądź niezabicie zwierzaka. I czemu nie szczur tylko ten j***ny kot???

naplecik

2012-07-04, 21:55

@jpdl Bo chciał dobry materiał na harda

omicronns

2012-07-04, 22:07

naplecik napisał/a:

W tym eksperymencie nie tyle chodziło o samego kota, co właśnie o detekcję cząstki. W świecie mikroskopowym nie można dokładnie określić położenia i pędu cząstki. Równanie Schrodingera mówi właśnie, że możemy jedynie z pewnym prawdopodobieństwem określić położenie cząstki. Tzn. dana cząstka może się znajdować w danej pozycji (licznik wykryje jej obecność) bądź nie. Podobnie jest w przypadku nieoznaczoności Heisenberga. Poziom niektórych wypowiedzi jednoznacznie wskazuje, że w gimnazjum nie mówią o równaniu schrodingera i nieoznaczoności Heisenberga (bo to materiał ze szkoły średniej i studiów). A jak człowiek czegoś nie rozumie, to hejtuje

Jestem świeżym absolwentem technikum i o tym doświadczeniu czytałem jedynie na wiki. Również tam przed chwilą obejrzałem równanie Schrödingera - pochodne, liczby zespolone, z pewnością nie jest to materiał dla szkoły średniej.

arsonft

2012-07-04, 22:26

Styku

2012-07-04, 23:35

2

@omicronns:
Jest, jak najbardziej. Tylko dla dobrej szkoły średniej. Rozwiązywanie równania Schroedingera to już inna sprawa, z tym to ciężko i na studiach, rozwiązuje się tylko najprostsze przypadki.

Tak czytając wypowiedzi pomyślałem, że opowiem Wam o zjawisku kwantowej nieśmiertelności, może jeden z drugim posłuchają i sprawdzą na własnej skórze. Ale by było filmików na harda. Szkoda tylko że w ch*j nie chce mi się tego tłumaczyć. Poszukajcie na wiki czy gdzie tam czegoś o kwantowej nieśmiertelności, kwantowym samobójstwie i teorii wielu światów, kot Schroedingera to małe piwo.

Radysh

2012-07-04, 23:36

Kot nic nie musi bo w godzinę to się udusi.

Galin

2012-07-05, 00:39

No to teraz niespełnieni nauczyciele mogą się wykazać na sadolu.

loczek93

2012-07-05, 01:02

1

Rutherford powiedział kiedyś, że naukę dzieli się na fizykę i zbieranie znaczków.
fizyka kwantowa? pionierów widze, bo ja słyszałem tylko o MECHANICE kwantowej

swoją drogą temat mało śmieszny - stary i tani paradoksik

dzisiaj CERN ogłosiło 5 sigma - mamy Higgsa.

Panie i Panowie, macie szczęście żyć w czasach, w których zrobimy WIELKI krok do zrozumienia wszechświata.

i wlasnie te "abstrakcyjne pierdoły" współczesnej fizyki pozwoliły to wszystko ogarnąć.

po przeczytaniu komentarzy: BŁAGAM, jeżeli nie chodziłeś chociaż do liceum o profilu mat-fiz to nie odzywaj sie.
rozpieprzyła mnie perełka "zgodnie z teorią Einsteina jeśli polecę z prędkością większą niż prędkość światła..."

bloodwar

2012-07-05, 05:10

straku napisał/a:

Nienawidzę ludzi, którzy wypowiadają się na dany temat nie mając o tym zielonego pojęcia. Szczególną teorię względności sprawdzano przede wszystkim na cząstkach, które mają określony czas życia kiedy ich prędkość wynosi 0. Otóż - rozpędzano te cząstki do prędkości bliskich prędkości światła, co powodowało znaczne wydłużenie czasu ich życia. Czy ten rodzaj doświadczenia też do Ciebie nie przemawia? Cząstka i jej czas życia też jest źle skonstruowanym mechanizmem, na który wpływ mają siły występujące przy dużych prędkościach?

Co jak co, ale żeby czepiać się szczególnej teorii względności, która w swojej prostocie jest tak uniwersalna trzeba być prawdziwym ignorantem.

Ignorantem jesteś Ty i też wypowiadasz się na temat nie znając choćby podstaw fizyki - zegar atomowy opiera się na rozpadzie cząstek, ich czas rozpadu został okreslony baaaardzo dokładnie (do któregoś tam miejsca po przecinku) więc mierząc ilość rozpadów można bardzo dokładnie określić czas. W przypadku zegara "konwencjonalnego", ze wskazówkami, poddanego bardzo dużym przeciążeniom dochodzi do zaburzenia odmierzania czasu, wskazówka nie porusza się z prędkością "60 sekund w minutę" tylko wolniej, jeżeli rozpędzimy ją odpowiednio to może sie nawet zatrzymać gdyż silnik zegara nie będzie w stanie pokonać siły ciążenia. Czy to oznacza, że zatrzymaliśmy czas? NIE! Zatrzymaliśmy zegar, a nie czas! Takie same zasady są przy zegrze atomowym, to że otrzymaliśmy zły wynik nie oznacza, że czas stanął w miejscu, niestety cząstki nie są jakimiś magicznymi substancjami które nie podlegają prawom fizyki i też wpływa na ich rozpad np. grawitacja. Wartości te są bardzo małe (dokładność zegara atomowego mierzy się w sekundzie na setki lat działania) ale przy prędkościach bliskich prędkości światłu w oczywisty sposób rozpad jest zaburzany bardziej, niż przy prędkości "zero" (czyli statycznie na Ziemi). Nie są to oczywiście sekundy na godzinę, wciąż są to wartości minimalne ale jednak widoczne.
@MaestroRCS - jesteś idiotą, satelity GPS poruszają się dokładnie z tą samą prędkością co ruch obrotowy Ziemi (zasadą ich działania jest to, że umieszcza się je jako nienaturalne satelity ziemskie i oblicza odległości między nimi a Ziemią, korekta czasu wynika jedynie z niewielkich odchyleń względem punktu bazowego a nie jakichś "wielkich prędkości")

straku

2012-07-05, 09:58

1

bloodwar napisał/a:

Wartości te są bardzo małe (dokładność zegara atomowego mierzy się w sekundzie na setki lat działania) ale przy prędkościach bliskich prędkości światłu w oczywisty sposób rozpad jest zaburzany bardziej, niż przy prędkości "zero" (czyli statycznie na Ziemi). Nie są to oczywiście sekundy na godzinę, wciąż są to wartości minimalne ale jednak widoczne.

Tak, a więc chciałbym od człowieka, który twierdzi, że w paradoksie bliźniąt chodzi o to, aby jedno z nich poruszało się z prędkością większą niż światło usłyszeć w jaki znaczący sposób prędkość ma wpływ na rozpad, jeżeli chcemy mówić o "błędach" zegarów atomowych wynikających z niej. Chciałbym też usłyszeć jak to możliwe, że te wszystkie zegary mylą się dokładnie w sposób przewidziany przez stw. Chciałbym też usłyszeć jak to możliwe, że cząstka, która w warunkach laboratoryjnych ma określony, stały czas życia, rozpędzona do prędkości 0.99995*c żyje 100 razy dłużej. Otóż jak widzisz wpływ dylatacji czasu nie jest tak mały jak można by przypuszczać. 100 krotna różnica to pikuś, prawda?

bloodwar napisał/a:

@MaestroRCS - jesteś idiotą, satelity GPS poruszają się dokładnie z tą samą prędkością co ruch obrotowy Ziemi (zasadą ich działania jest to, że umieszcza się je jako nienaturalne satelity ziemskie i oblicza odległości między nimi a Ziemią, korekta czasu wynika jedynie z niewielkich odchyleń względem punktu bazowego a nie jakichś "wielkich prędkości")

Będę zmuszony cię zmartwić, ale szczególną teorię względności na prawdę wykorzystuje się w gps. Poczytaj: link