Только для этого? Или там много причин?Сообщение от Бэрл Ганарейкин
| ||
Тема: Квантовая механика
Только для этого? Или там много причин?
А какие еще могут быть причины? Да, только для этого.
Там, где много говорят о победах, или забыли истину, или прячутся от нее.
Квантовая игра - симулятор квантовых опытов с задачами на прохождение.
Далеко я не заходил, но первые уровни похожи на эти опыты:
Так что даже если не знаете английский, то всё равно уже сможете понять значение некоторых предметов.
Есть уровень песочницы (sandbox level, перевёрнутая восьмёрка) - там можно самому ставить условия экспериментов. Набор инструментов - в правом верхнем углу.
В левом нижнем углу есть ссылка на сайт (www) с другим подобным симулятором (VIRTUAL LAB (alpha version)). Он более функциональный и в нём можно создавать запутанные частицы (две через рубин и три через GHZ-генератор).
Показать скрытый текст
Создано в песочнице
***
Так как симулятор работает всё-таки на классическом компьютере, то это получается классический симулятор квантовой физики.
Последний раз редактировалось Дредд; 06.06.2021 в 23:59.
В понимании Ньютона или Эйнштейна? А что существует?
Квантовый ликбез - 11. Измерение и редукция.
(всё ниженаписанное можно использовать как правила игры в симуляторе из моего предыдущего сообщения)
В момент времени t2 полупрозрачное зеркало множит фотон на два дубля и дальше он в квантовом виде летит одновременно по двум путям. Сработать фотон может только на каком-нибудь одном детекторе (после срабатывания другой дубль фотона исчезает). Выбор происходит случайно в момент контакта с детектором (в момент времени t3). Вероятность срабатывания каждого из детекторов - по 50%.
Отодвинем детектор D1 на большее расстояние.
Вроде бы теперь детектор D2 должен срабатывать на 100%, потому что он ближе и фотон по-любому долетит до него быстрей, чем до D1. Но нет, вероятности по прежнему 50/50. Если у фотона есть два варианта, то он может выбрать дальний детектор, даже если есть ближний.
(если сработал детектор D2, то другой дубль фотона исчезает прямо на пути к детектору D1 (в момент времени t3); если в момент времени t3 детектор D2 не сработал, то этот дубль исчезает, а вероятность срабатывания другого дубля повышается до 100%)
Теперь у нас три детектора. Сначала первое полупрозрачное зеркало множит фотон на два дубля (правый и нижний), а потом второе полупрозрачное зеркало множит правый дубль ещё на два дубля. Распределение вероятности обнаружить фотон получается такое: 50% на D1 и по 25% на D2 и D3.
***
Квантовые дубли фотона - это пока ещё не факт. Это пока только гипотеза, объясняющая странные факты.
***
Все эти опыты можно смоделировать "в натуре" на симуляторе в отделе песочницы.
---------- Сообщение добавлено 03.06.2021 в 04:54 ----------
Двухщелевой эксперимент
Как он выглядит на самом деле.
Можно начинать читать сразу с пятого абзаца после седьмой картинки.
Как люди представляют себе двухщелевой эксперимент и как он выглядит на самом деле
***
В симуляторе двухщелевой опыт будет выглядеть так:
Роль стены с двумя щелями играет полупрозрачное зеркало
Последний раз редактировалось Дредд; 22.06.2021 в 14:24. Причина: исправил "деление частицы полу-зеркалом на части" на "умножение частицы полу-зеркалом на дубли"
Очень интересно. Каких только механик не бывает.
Там, где много говорят о победах, или забыли истину, или прячутся от нее.
Квантовый ликбез - 11. Измерение и редукция.
"Проблема наблюдателя".
В момент времени t3 оба роя достигают своих детекторов. Вот тут-то и происходит измерение: один из детекторов срабатывает, сообщая экспериментатору (который наблюдает за процессом из классической реальности) информацию: "фотон здесь!".
Так что же, "пусковой кнопкой" для квантовой редукции является в данном опыте срабатывание детектора? Как бы не так! Немного поменяем условия эксперимента (рисунок 11.2).
Всё почти то же самое, только детектор D1 мы теперь оттащили на большое расстояние, скажем, на одну световую минуту. По-прежнему возможны два результата: сработает либо D1, либо D2. В тех попытках, где в момент t3 сработает D2, да, редукция привязана к моменту срабатывания детектора. Но если в момент t3 детектор D2 "не щёлкнул" - то экспериментатор сможет уверенно утверждать, что он в этой попытке уже и не "щёлкнет", зато в момент t4 гарантированно сработает D1. Несрабатывание D2 в нужный момент - это тоже получение информации о будущем результате эксперимента. То есть, и в этом случае квантовая редукция происходит в момент t3, хотя ни один из детекторов пока ещё не сработал.
Остаётся непонятным, что же всё таки "запускает" редукцию: само событие срабатывания/несрабатывания детектора, или факт наблюдения этого события экспериментатором? Этот больше философский, чем физический вопрос называют "проблемой наблюдателя".
Последний раз редактировалось Дредд; 16.06.2021 в 10:45.
Квантовая механика, на мой взгляд, вещь очень нужная и полезная, но, недостаточно внедренная в массы. Думаю, есть смысл предложить к рассмотрению проекты "квантовый механик на час", "квантовая модель современного общества" и " перспективы замены компьютеризированных банкоматов механическими квантоматами".
Там, где много говорят о победах, или забыли истину, или прячутся от нее.
Если поставить на пути у частицы заслонку, то частица об неё уничтожится.
Сначала мне стало обидно за частицу, потому что это значит, что кванты могут Не всё. Но потом я подумал, что заслонка то ведь тоже квантовая на самом деле. Заслонка то ведь состоит из той же самой материи, что и частица. То есть, это получается классический парадокс всемогущества:
Может ли всемогущество победить само себя? Что будет, если всепробивающий снаряд ударит в непробиваемую стену? Что будет, если квантовая частица ударит в квантовую заслонку?
***
Частица хоть и уничтожилась об заслонку, но за то заслонка победила. Можно порадоваться за победу квантовой заслонки.
---------- Сообщение добавлено 07.06.2021 в 01:09 ----------
К квантам можно применить парадокс всемогущества?
Парадо́кс всемогу́щества — семейство парадоксов, связанных с различными интерпретациями понятия всемогущества.
---------- Сообщение добавлено 07.06.2021 в 01:12 ----------
А ещё парадокс зла:
Проблема зла — это вопрос об одновременном существовании (сосуществовании) зла и божества, являющегося абсолютно или относительно всемогущим, всеведущим и всеблагим.
Последний раз редактировалось Дредд; 07.06.2021 в 02:13.
Квантовое Зло и Квантовое Божество - это братья. У них фамилия одинаковая. Они оба Квантовые. Хотя, может и однофамильцы. Да.
Там, где много говорят о победах, или забыли истину, или прячутся от нее.
Квантовый ликбез - 6. Виртуальность на практике.
"Квантовая суперпозиция".
Суперпозиция это сложение множества сил.
+1 и -1 в сумме дают деструктивную суперпозицию в 0.
+1 и +1 в сумме дают конструктивную суперпозицию в +2.
(на рисунке 6.2 точками показаны шесть примеров путей из бесконечного множества возможных)
В момент излучения фотон имеет возможность двигаться во все стороны (рисунок 6.2), но деструктивная суперпозиция уничтожает все пути, кроме тех, которые ведут к полупрозрачному зеркалу (точнее говоря, она блокирует их реализацию). Потому что в квантовом состоянии на каждый путь с вектором-плюс приходится путь с вектором-минус, кроме тех путей, которые ведут к зеркалу. То же самое происходит и на путях от зеркала к детекторам D1 и D2. В результате получается такая картина (рисунок 6.1):
Пути, уничтоженные деструктивной суперпозицией - нереализуемые. Реализуемых путей тоже бесконечно много, но они все одинаковые. Поэтому на рисунке они показаны одной линией.
Например, в квантовой реальности опыт с интерферометром выглядит так (рисунок 6.3):
(обе заслонки открыты)
"Между излучателем и зеркалом HM1 пролегает бесконечное множество реализуемых виртуальных путей (нереализуемые уничтожены деструктивной суперпозицией*). Поскольку они реализуемы, то мы считаем, что все они «заряжены» одинаково: либо положительно, либо отрицательно. Хотя тут как раз удобнее воспользоваться векторным представлением. Будем считать, что на этом участке квантовые векторы всех реализуемых вариантов направлены в одну сторону. На картинке условное направление квантовых векторов на каждом участке пути показано маленькими стрелочками, на участке излучатель – HM1 стрелка направлена вверх.
Полупрозрачное зеркало HM1 «распушает» прямой пучок реализуемых виртуальных путей на виртуальные пути любого направления и произвольной кривизны. Но деструктивная суперпозиция опять оставляет только два реализуемых прямых пучка: один уходит вверх, к зеркалу M1, другой идёт вправо, к зеркалу M2. Но, важный момент: у всех «проходных» виртуальных вариантов направления квантовых векторов не меняются, а у всех «отраженных» вектора поворачиваются на четверть оборота (речь идёт, конечно, о повороте в условном математическом пространстве). Думаю, дальше можно не рассказывать о каждом участке «полёта» отдельно, всё показано на рисунке красными и синими стрелочками.
На итог торжественно отметим. На участке между HM2 и D2 сходятся два пучка виртуальных вариантов (реализуемых*) с одинаково направленными квантовыми векторами. Происходит конструктивная суперпозиция (это уже получается вторичная конструкция*): суммарный вектор, то есть, амплитуда вероятности группы D2 не равна нулю. Значит, между HM2 и D2 существуют пути, относящиеся к реализуемым виртуальным вариантам, D2 срабатывает. А вот на участке между HM2 и D1 квантовые векторы двух пучков направлены противоположно, поэтому деструктивная суперпозиция (это уже получается вторичная деструкция*) превращает все виртуальные пути на этом участке в нереализуемые. Датчик D1 не срабатывает никогда."
* - мои собственные примечания.
---------- Сообщение добавлено 08.06.2021 в 04:13 ----------
Квантовый ликбез - оглавление
Квантовый ликбез - 1. Нулевой постулат.
Последний абзац:
"Соображение по поводу нулевого постулата. Согласно ему, в квантовой реальности мы принципиально не можем что-либо увидеть или измерить. То есть, проверить непосредственно наши предположения о свойствах квантовой реальности – невозможно. Именно это я имел в виду выше, когда говорил, что прямых доказательств квантовым идеям нет и не будет. И именно в связи с этим в науке существует множество разных «правильных» интерпретаций квантовой механики. Разных – в том смысле, что каждая из них по-своему толкует свойства квантовой реальности. И правильных – в том смысле, что все они не противоречат наблюдаемым физическим явлениям. Как же выбрать «истинно» правильную интерпретацию, если мы не можем заглянуть в квантовую реальность и проверить? Предлагаю поступить просто: выбрать ту, которая представляется наиболее понятной. Что-то в этом духе я и попытаюсь вам предложить."
Этот ликбез можно представить как авторскую интерпретацию квантовой механики.
---------- Сообщение добавлено 08.06.2021 в 05:58 ----------
Парадокс всезнания и всемогущества. Всезнание и всемогущество не могут сосуществовать одновременно.
Если я Знаю, что через секунду подниму руку, то значит я не могу не поднять руку через секунду. Потому что, если я через секунду не подниму руку, то значит моё Знание было ложно.
Если я не могу поднять руку через секунду, то значит у меня нет Могущества.
---------- Сообщение добавлено 08.06.2021 в 15:30 ----------
Сделал поправку в сообщении 02.06.2021 03:48. Там полупрозрачное зеркало не делит фотон на две части, а множит на два дубля.
---------- Сообщение добавлено 09.06.2021 в 01:43 ----------
Точнее говоря, я просто не знаю как это правильнее сказать.
Квантовый ликбез - 3. О бесконечностях и вероятностях.
(рисунок 3.2)
От излучателя до зеркала идёт бесконечное множество одинаковых путей частицы. Зеркало раздваивает множество на два других бесконечных множества (потому что половина от бесконечности это тоже бесконечность), которые идут от зеркала к детекторам.
Как это правильнее назвать? Зеркало Делит бесконечность на две других бесконечности или зеркало Множит бесконечность на две других бесконечности?
(Рисунок не идеален.
Во-первых, путей бесконечно много, а не шесть.
Во-вторых, все пути проходят по одному и тому же месту, а не рядом друг с другом)
---------- Сообщение добавлено 09.06.2021 в 02:57 ----------
По идее, квантовая механика это наука только о механических качествах материи. Поэтому она так и называется - Механика. Она не изучает Химические, Биологические и Психические качества материи. Просто некоторые предполагают что Х, Б и П качества материи происходят только от её механических качеств. Или пытаются перенести на них (Х, Б, П) принцип механической суперпозиции.
***
Лично я всегда представлял себе "квантовость" не просто как механические и Х, Б, П качества материи, а как некое другое, супер качество.
---------- Сообщение добавлено 13.06.2021 в 03:23 ----------
Частица, квант, вероятность, состояние... - это всё формальные понятия. Наполнитель формы - это материя.
Частица материи.
Квант материи.
Вероятность (обнаружения) материи.
Состояние материи.
---------- Сообщение добавлено 18.06.2021 в 10:15 ----------
Про эту вашу физику. Глава 13. Неопределенность Гейзенберга
Последний абзац:
"Итак, мы немного втянулись в мир квантовой механики и, надеемся поняли, что ничего не поняли, но осадочек остался. На этом можно бы уже и остановится, потому что дальнейшая квантовая физика полностью уходит в математику и многомерные пространства. Но, возможно, у нас есть еще чем поудивлять оптимистично настроенного читателя. До встречи в следующих главах".
Последний раз редактировалось Дредд; 07.07.2021 в 23:34.
Квантовый ликбез - 9. Квантовое состояние.
Состояние всегда рассматривается в каком-то представлении. Здесь, например, будет paccмoтрено «координатное представление» физического состояния. В других задачах нас может интересовать не координата, а импульс частицы (импульс, напомню, это произведение скорости объекта на его массу). Тогда мы будем рассматривать состояние объекта в «импульсном представлении».
(важное замечание: здесь и дальше в этой части ликбеза мы говорим о «мгновенном» состоянии, то есть, о состоянии в определённый момент времени. Вот грубая, но наглядная аналогия: мы рассматриваем только «фотографию» состояния. А «кино» про состояние мы будем смотреть в следующей части. В смысле, будем разбираться, как квантовое состояние меняется во времени.)
Классическое состояние в координатном представлении в какой-то момент времени можно представить себе как точку на координатной оси X. На рисунке 9.1 это точка x1.
Для наглядности на рисунке условно показан вариант (закрашенным синим кружочком), он «привязан» к точке x1. В классическом понимании это никакой не виртуальный, а единственный реальный вариант.
Теперь переходим от классического состояния к квантовому. Итак, квантовая реальность – это бесконечное количество виртуальных классических состояний. В нашем случае это означает, что частица расположена (виртуально) во всех точках пространства. Другими словами, частица обладает одновременно всеми значениями координаты X. Значит, в самом грубом приближении квантовое состояние в какой-то момент времени можно представить себе так:
Теперь синими кружочками (пустыми) показываем виртуальные варианты. Тут у нас нарисовано «квантовое состояние», включающее всего четыре виртуальных «классических» состояния. На самом деле их – бесконечность. На рисунке это показать нельзя, поэтому просто представьте, что эти синие кружочки бесконечно плотно расположены вдоль оси X. При этом пусть вас не пугает то, что кружочки будут налезать друг на друга. Напомню, кружочки – это у нас не разные частицы, а разные виртуальные варианты классического расположения одной и той же частицы.
Это, повторяю, очень грубое приближение. Уточним его. В пятой части мы ввели понятие «группа». Группа – это бесконечное множество виртуальных вариантов, приводящих к одному и тому же наблюдаемому результату. В нашем случае группа – это бесконечное число классических состояний с одним и тем же значением координаты X. Значит, ради приближения к истине, к каждой точке пространства мы должны нарисовать не один виртуальный вариант, а бесконечную группу вариантов.
Но и такого приближения тоже недостаточно. Третьим постулатом мы постановили, что каждый виртуальный вариант обладает специфической квантовой характеристикой: квантовым вектором. Значит, давайте в каждый кружочек на нашей картинке впишем красную стрелочку, которая будет символизировать направление квантового вектора. Варианты одной группы расположим теперь не «колодой», а «колонной», чтобы стрелочки было видно.
Вот эта картина (если её домыслить до бесконечностей) более-менее адекватно отражает то, что называют квантовым состоянием в координатном представлении. Надо только помнить, что направления квантовых векторов – это направления в условном математическом пространстве (для умников напомним – это вектора на комплексной плоскости). И они в общем случае не имеют ничего общего с направлениями координатных осей.
Давайте теперь изобразим наше квантовое состояние (рисунок 9.4) в амплитудах вероятности. Больше не будем рисовать кружочки – варианты, ограничимся стрелочками – векторами. Сложим квантовые вектора вариантов в каждой из четырёх показанных групп, и получится вот такая картина.
Смотрите, на рисунке 9.4 в группе, соответствующей координате x1, у каждого квантового вектора есть вектор «антипод» с противоположным направлением. Векторная сумма по группе x1 равна нулю. Все виртуальные варианты «нейтрализованы» деструктивной суперпозицией и не могут реализоваться. Это значит, что если мы захотим измерить координату частицы, находящейся в таком квантовом состоянии, то вероятность получить результат x1 равна нулю.
В группах x2, x3, xn векторная сумма не равна нулю. Это означает, что есть ненулевая вероятность обнаружить частицу в этих точках, если мы измерим координату X в данный момент времени. При этом наиболее вероятно обнаружить частицу в точке x3, поскольку длина вектора амплитуды вероятности в этой точке самая большая.
И опять попрошу вас самостоятельно домыслить этот рисунок «до бесконечностей». Представьте, что с каждым значением координаты X связан вектор амплитуды вектор амплитуды вероятности определённой длины и определённого направления. Надеюсь, вам поможет в этом рисунок 9.6.
Квантовое состояние показано в виде трёхмерного графика: одна пространственная координатная ось X, и две координатных оси условного пространства квантовых векторов. Выше уже упоминалось, что квантовые вектора и их суперпозиции – групповые амплитуды вероятности – математически эквивалентны комплексным числам. Соответственно, условное пространство амплитуд вероятности показано как комплексная плоскость с координатными осями «Re» (действительная часть комплексного числа) и «Im» (мнимая часть).
Так вот, в таком комбинированном ракурсе мгновенная «фотография» квантового состояния частицы в определённый момент времени (допустим, t1) выглядит как расширяющаяся, а затем сужающаяся спираль, которую вектор амплитуды вероятности описывает вокруг оси X. Вектора нарисованы для наглядности только для нескольких точек оси X, для остальных точек домыслите их самостоятельно.
Последний раз редактировалось Дредд; 20.06.2021 в 00:19.
Я так понимаю , квантовоинтерпретировать можно всё
Квантовый ликбез - 9. Квантовое состояние.
Седьмой абзац с конца:
"Уф, эта часть получилась длинной. Но надо тут обсудить ещё вот какую вещь. Разговаривая о квантовой механике, мы пока что ни словом не упомянули собственно <кванты>. Вот теперь мы готовы к тому, чтобы поговорить о квантовании".
Предпоследний абзац:
"Ну и на десерт – чуточку философии. Крайним случаем «квантованности» является такой, когда реализуемой является только одна группа вариантов. Результат измерения может быть только один. Это такая ситуация, когда квантовая физика автоматически превращается в классическую. С другой стороны, можно классическую физику рассматривать как квантовую. В таком случае мы можем считать, что классическое физическое состояние – это бесконечная группа ОДИНАКОВЫХ виртуальных вариантов".
Уже второй раз куда-то исчезли картинки квантового ликбеза в моих сообщениях. Но их всё-равно можно увидеть по ссылкам.
В форме для изменения сообщения код картинки есть, но в сообщении её не видно.
Последний раз редактировалось Дредд; 07.07.2021 в 23:37.
Почему, мне видны картинки.
А мне не видны. Бывает и такое.
Квантмех похож на научную фантастику.
Квантами можно добывать газ? Я имею в виду материализацию газа из потусторонней реальности. Для отопления.
Последний раз редактировалось Дредд; 14.10.2021 в 08:38.
Против квантовой связи можно создать квантовую изоляцию?
Ваши права
Ответить с цитированием
Социальные закладки