Котка на Шрьодингер

[mnogoznaiko]

Попаднах на нещо много интересно "Котка на Шрьодингер"

Котката на Шрьодингер е персонаж от изглеждащ парадоксално мисловен експеримент, предложен от Е. Шрьодингер, когато искал да покаже непълнотата на квантовата механика при прехода от суб-атомни към макроскопични системи.

В затворена кутия е поставена котка. В кутията има механизъм, съдържащ радиоактивно ядро и съд с отровен газ. Параметрите на експеримента са така подбрани, че вероятността ядрото да се разпадне за 1 час е 50%. Ако ядрото се разпадне, механизмът се задейства, отваря съда с отровен газ и котката умира. Според квантовата механика, ако върху ядрото не се провежда наблюдение, състоянието му се описва като суперпозиция (смесване) на две състояния — разпаднало се ядро и не-разпаднало се ядро, следователно, котката е жива и мъртва едновременно. Ако кутията бъде отворена, експериментаторът трябва да види кое да е от двете състояния — «ядрото се е разпаднало, котката е мъртва» или «ядрото не се е разпаднало, котката е жива».

Въпросът е следният: кога системата престава да съществува като смесване на две състояния и избира едно конкретно? Целта на експеримента — да покаже, че квантовата механика е непълна без някои правила, които показват, при какви условия се случва колапс на вълновата функция и котката става или жива, или мъртва, но не и едното и другото едновременно.

Обратно на популярното мнение, Шрьодингер е замислил експеримента не защото е вярвал, че може да съществува живо-мъртва котка; напротив, смятал е квантовата механика за непълна и не докрай описваща реалността в дадения случай. Понеже котката може да бъде само жива или само мъртва (не съществува състояние живо-мъртъв), то това означава, че същото трябва да е вярно и за атомното ядро. То трябва да е или разпаднало се или не-разпаднало се.

Повече:http://bg.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D1%82%D0%BA%D0%B0_%D0%BD%D0%B0_%D0%A8%D1%80%D1%8C%D0%BE%D0%B4%D0%B8%D0%BD%D0%B3%D0%B5%D1%80

Ето и от къде разбрах за този експеримент: http://www.obekti.bg/nauka/5007-%D0%92%D0%B8%D1%86-%D0%A2%D1%8A%D1%80%D1%81%D0%B8-%D1%81%D0%B5

[Б.Богданов]

Аз не мога да разбера каква е идеята на темата?

Би ли дал малко повече информация какво имаш предвид публикувайки описанието на този мислен експеримент.

Експериментът е обсъждан в редица теми в настоящия форум /не само в разделите Физика и Теоретична физика/.

Доколкото си спомням, разгледани са свързаните с него копенхагенската интерпретация, АПР /Айнщайн, Подолски, Розен/, експеримент на Аспе, интерпретацията на Хю Еверет - Дойч и т.н.

[Warlord]

Чувал съм за този експеримент. И винаги ми е било странно, защо на Шрьодингер му е било необходимо по толкова изкелефанчен начин да доказва очевидни неща

Продължавам да не разбирам и квантовите физици. Как така са достигнали до умозаключението, че ядрата са "смесени" когато не са под наблюдение, т.е. излиза че се държат по един определен начин, когато са под наблюдение и по-друг, доста неопределен когато не са. Все пак не говорим за циганета в магазин, които се държат по един начин когато знаят, че ги наблюдават и по-малко по-различен когато знаят, че никой не ги наблюдава.

Редактирано Юни 14, 2013 от Warlord

[mnogoznaiko]

По скоро искам да запозная участниците във форума с този експеримент, а и да се започне някаква дискусия по темата...лично нямам идея от физика и искам да науча нещо повече...

[Б.Богданов]

  On 14.06.2013 г. at 8:53, Warlord said:

Чувал съм за този експеримент. И винаги ми е било странно, защо на Шрьодингер му е било необходимо по толкова изкелефанчен начин да доказва очевидни неща

Продължавам да не разбирам и квантовите физици. Как така са достигнали до умозаключението, че ядрата са "смесени" когато не са под наблюдение, т.е. излиза че се държат по един определен начин, когато са под наблюдение и по-друг, доста неопределен когато не са. Все пак не говорим за циганета в магазин, които се държат по един начин когато знаят, че ги наблюдават и по-малко по-различен когато знаят, че никой не ги наблюдава.

Казано с една дума -

Когато се извършва наблюдение върху поток елементарни частици - те се държат като частици. Когато не се наблюдават, техните свойства са като на вълна.

Не е умозаключение, а резултат от експеримент извършен в началото на двадесети век. Този експеримент е имал други цели, но появилата се картината на екрана атакуван с електрони е била напълно неочаквана. Подобна картина се появява само при разпространението на вълни.

След провеждане на допълнителни експерименти се установило, че елементарните частици имат свойства характерни за частици и в същото време за вълни. Това седи в основата на КМ.

Странното дуалистично държане на поток електрони е довело до оформянето на тази нова наука КМ.

...

Вярно е, че от средата на средата на седемнадесети век до началото на двадесети, спорът светлината от частици ли се състои или е вълна е бил базиран по скоро на умозаключения отколкото на експерименти. Прието е, че Нютон и Лайбниц са едни от първите представители на двата спорещи лагера частици или вълни... Е, оказало се е, че и двамата имат право.

[JImBeam]

  On 14.06.2013 г. at 9:14, Б.Богданов said:

Казано с една дума -

Когато се извършва наблюдение върху поток елементарни частици - те се държат като частици. Когато не се наблюдават, техните свойства са като на вълна.

А ако ги наблюдаваме скришом, без те да разберат

Редактирано Юни 14, 2013 от JImBeam

[morgoth0011]

  On 14.06.2013 г. at 9:57, JImBeam said:

А ако ги наблюдаваме скришом, без те да разберат

Първо си отговори на въпроса какво разбираш под "наблюдение".

[Gravity]

Ето и оригиналната статия на английски (предполагам може да се намери и на немски). Самият експеримент с котката е на страница 9.

http://www.stp.dias.ie/~dorlas/Papers/QMSTATUS.pdf

[Б.Богданов]

  On 14.06.2013 г. at 10:28, Gravity said:

Ето и оригиналната статия на английски (предполагам може да се намери и на немски). Самият експеримент с котката е на страница 9.

http://www.stp.dias.ie/~dorlas/Papers/QMSTATUS.pdf

Офф топ.

мразя този експеримент!

Намесена е смъртта на котка - любимото ми домашно животно.

край на офф.

[Warlord]

Ами да изясним тогава, какво се има предвид под наблюдение в случая.

[Gravity]

Офф, за Б. Богданов, причина да не мрази опита с котката.

Ако имаме две спрегнати величини т.е. такива, за които да е всила приницпа на Хайзенберг, например проекцията на спина по оста зет и по оста хикс, то системата не може да е в състояние, в което и двете величини имат конкретни стойности. Например ако измеря спина по оста зет(на частица със спин 1/2) и получа "нагоре" то по оста хикс е с неопределена стойност. Ако след това измеря по оста хикс тогава по оста зет е с неопределена стойност. И след това отново по оста зет ще получа или "нагоре" или "надолу" т.е. не е задължително да получа отново "нагоре". И това може да се повтаря колкото пъти искам, поне по принцип.

При котка имаме величината Живот, при измерване получаваме една от двете стойност "жива" или "мъртва". Ако намерим спрегната величина, да я наречем А, тогава имаме следната ситуация. Отваряме кутията и виждаме мъртва котка. Затваряме я и мерим величината А, това променя състоянието до супрепозиция на жива и мъртва. Последвало измерване на величината Живот, както и при спина, ще даде резулта или "жива" или "мъртва" с някакви вероятности, например 50 на 50. След няколко измервания, котка ще е отново жива, и Б. Богданов щастлив. Възможно е при котката този номер да работи само девет пъти

[Doris]

Ако всички процеси бяха квантови, щяхме да можем да си съживяваме котката докато ни омръзне.

[Gravity]

  On 14.06.2013 г. at 14:24, Doris said:

Ако всички процеси бяха квантови, щяхме да можем да си съживяваме котката докато ни омръзне.

Защо? И защо го казваш?

[Doris]

Ето защо:

"
Един от начините за частично решаване на тези трънливи философски
въпроси, който започна да набира популярност сред физиците, е известен
като декохерентност. Начинът бе формулиран за първи път през 1970 г. от
немския физик Дитер Зех. Той забелязал, че в реалния свят не можем да
отделим котката от нейното обкръжение. Котката се намира в постоянен
контакт с молекулите на въздуха, кутията и дори с космическите лъчи,
които я пронизват по време на експеримента. Колкото и да са
незначителни, тези взаимодействия оказват радикално влияние върху
вълновата функция — ако се повлияе и в най-малка степен, тя ще се
раздели на две вълнови функции — тази на мъртвата или на живата котка,
които няма да си взаимодействат. Зех показа, че за колапсирането на
вълновата функция е достатъчен контактът и с една-единствена молекула.
Който да доведе до постоянно отделяне на функциите на мъртвата и живата
котка, които вече няма да комуникират помежду си. С други думи, котката е
била в контакт с молекулите на въздуха още преди да сме отворили
кутията и следователно вече е жива или мъртва.

Зех направи ключовото наблюдение, което всички останали бяха пропуснали —
за да бъде едновременно жива и мъртва, вълновите функции на двете
състояния на котката трябва да трептят в почти пълна синхронност —
състояние, наречено кохерентност. На практика обаче това е почти
невъзможно. Създаването на кохерентни обекти в лабораторни условия е
изключително трудно. (Трудно е да получите повече от няколко кохерентно
трептящи атома заради взаимодействията отвън.) В реалния свят телата
взаимодействат с околната среда, което може да наруши двете вълнови
функции и да ги накара да изпаднат в състояние на декохерентност — т.е.,
да престанат да са синхронни и да се разделят. Зех показа, че щом двете
функции престанат да вибрират във фаза една с друга, те престават да си
взаимодействат."

http://chitanka.info/text/24866/8

[Gravity]

И!? Всичко това е изцяло квантовомеханично.

[Doris]

  On 14.06.2013 г. at 12:02, Warlord said:

Ами да изясним тогава, какво се има предвид под наблюдение в случая.

По-конкретно наблюдението е измерване на някаква физична величина. При наблюдението винаги се получава декохеренция. Проблемът с котката на Шрьодингер е в това, че декохеренцията се получава преди наблюдението.

  On 14.06.2013 г. at 15:11, Gravity said:

И!? Всичко това е изцяло квантовомеханично.

Ами разликата между квантовомеханична котка и обикновена е в това, че първата може да е едновременно жива и мъртва, а втората като умре - и край заради декохерентност, нарастване на ентропията, стрела на времето и прочее тъжни моменти.

[Gravity]

Но декохерентноста е в квантовомеханичната ситуация. Няма класическа декохеренция!

[Doris]

Декохеренцията обяснява защо суперпозицията на макроскопично различими състояния, предсказвана от квантовата механика, никога не се наблюдава. Използва апарата на КМ , но води към извода, че тези явления се подчиняват на макроскопичната теория.

Редактирано Юни 14, 2013 от Doris

[Gravity]

Именно, декохеренцията обеснява защо света в големи мащаби е класически (поне приблизително) връпреки, че в основата си е квантов.

[deaf]

  On 10.09.2021 г. at 19:36, Втори след княза said:

Ако човек знае как се развиват събитията, то вече не става дума за вероятности, а за следене на процес, признаците на който предпоставят резултата.

Expand  

Може ли да знае? Може ли да знаете кои топки ще се паднат в сферата при тотализатора? Възможно ли е с помощта на науката (физиката) да се изчисли коя топка ще се падне?

[laplandetza]

  On 10.09.2021 г. at 19:47, deaf said:

Може ли да знае? Може ли да знаете кои топки ще се паднат в сферата при тотализатора? Възможно ли е с помощта на науката (физиката) да се изчисли коя топка ще се падне?

Expand  

Възможно е , но..............на квантово ниво нямаме Знанията,.........за сега прикритата Природа я маскираме с човешки тип вероятности, а вероятно тези закономерности са ъпнормени за конвенционални еволюц. създания.

[Малоум 2]

  On 11.09.2021 г. at 5:57, Втори след княза said:

И защо проф. Шрьодингер прави метална кутията за котки, а не стъклена? Явно за да илюстрира, че при процеси със скорости близки до светлинната, нямаме възможност да видим, получим информация, какво, къде, колко и изобщо дали...

Поради тази "непрозрачност", нещата стават вероятностни и гадаем, котката има ли я, няма ли я. Ако нещо се разпространяваше по- бързо от светлината...  щеше да почне такъв живот, че само си викам "Дано".

Expand  

Метална (не знам дали е такава), но има резон да е "фарадеев кафез" - да не се влияе от външни за кутията фотони - от измененията на външно ЕМПоле - за чистота на случващото се вътре, в кутията.

(фотоните са невидими, а това е смисълът на "не знаем" какво е състоянието на котката - подобно "знанието" ни за фотони. Остава си вероятностно - доказано, че е  такова "знание". Виждаме (измерваме) само следствията от поглъщане-излъчване на фотони от вещеви обекти.)

...