Mala škola kvantnog

[wand_1]

Faro kaže:

Evo, vrlo jednostavno. Spin

Dobar primjer. Umjesto povezivanja sa klasičnim spinom radije bih išao na pojam spinora...

C. F. Gauss kaže:

Sto se tice interpretacija - svaka interpretacija koja bez logickih inkonzistentnosti opisuje observacije odn. matematicki model je samo model i ne moze biti kriva dok se ne observira dogadjaj koji pobije interpretaciju. Koliko god ja ne volio many-world-interpretaciju, to je samo pitanje ukusa a interpretacije su donekle i samo umjetnost.

Deutsch voli pitati, ako MWI nije točna, a imamo kvantni kompjuter od 500 ili 1000 qubita, GDJE se odvija komputacija?

Wikiceha kaže:

Teorija struna nije "samo" jedna, već ih je više.
Ako se ne varam ono što je trenutno u modi su superstrune, odnosno M teorija?
Ima i one priče o holografskoj teoriji.
Koliko znam, trenutno se ide na dualizam sustava, odnosno pokušaj pomirenja relativnosti i kvantnog na taj način.
https://en.wikipedia.org/wiki/Holographic_principle
https://en.wikipedia.org/wiki/M-theory
https://en.wikipedia.org/wiki/String_theory
https://en.wikipedia.org/wiki/Superstring_theory

M teorija na neki način pokazuje kako su različite teorije struna samo različiti kutevi gledanja na isti problem...Holografsko načelo postoji i u teoriji struna, da, tzv AdS CFT korespodencija. Tu su bitni Witten i Maldacena..

Netko je jednom rekao da je teorija superstruna fizika 22 stoljeća koja je igrom slučaja zalutala u 20. stoljeće. Matematika još nije dovoljno razvijena da podrži tako naprednu fiziku...

Slutnja je vjerojatno dobra, iako je jasnoda u ovoj verziji gotovo sigurno nije točna.

Za mene je teorija struna u fizici nešto kao Langlandsov program u matematici - vrlo zanimljiva slutnja koja pokazuje koliko smo daleko od cilja.

[Leteća]

Pa... ako je stigla iz 22 stoljeća to dokazuje da je komunikacija brža od svjetlosti moguća i da svemir postoji, ne?

[Diego Rivera]

Ne, to znači da je moguće putovanje u prošlost

Što zapravo nije točno, pa nije nikako mogla doći iz 22. stoljeća., nego je to alegorija..

[Wikiceha]

wand_1 kaže:

M teorija na neki način pokazuje kako su različite teorije struna samo različiti kutevi gledanja na isti problem...Holografsko načelo postoji i u teoriji struna, da, tzv AdS CFT korespodencija. Tu su bitni Witten i Maldacena..

Da, to piše na linkovima koje sam stavio

wand_1 kaže:

Netko je jednom rekao da je teorija superstruna fizika 22 stoljeća koja je igrom slučaja zalutala u 20. stoljeće. Matematika još nije dovoljno razvijena da podrži tako naprednu fiziku...

Originalno je bila riječ o 21. stoljeća i teoriji struna

wand_1 kaže:

Slutnja je vjerojatno dobra, iako je jasnoda u ovoj verziji gotovo sigurno nije točna.
Za mene je teorija struna u fizici nešto kao Langlandsov program u matematici - vrlo zanimljiva slutnja koja pokazuje koliko smo daleko od cilja.

Može biti, da i je ispravna, još uvijek je neshvaćena.
Nema konkretnog objašnjenja.
Iako se sada nešto puca s "objašnjenjem prostorvremena" (tu bi bila i gravitacija uključena) kao sekundarne pojave, poput pojave temperature iz kretanja pojedinih čestica (no to su i druge teorije )

[wand_1]

Wikiceha kaže:

Može biti, da i je ispravna, još uvijek je neshvaćena.

Kako će i biti shvaćena, kad ne nudi konkretne provjelrljive predikcije?

Nema konkretnog objašnjenja.

Za sada je malo konkretnog uopće u samoj teoriji.

Iako se sada nešto puca s "objašnjenjem prostorvremena" (tu bi bila i gravitacija uključena) kao sekundarne pojave, poput pojave temperature iz kretanja pojedinih čestica

Koliko ja znam, teorija superstruna je indiferentna prema prostor-vremenu koje samo igra ulogu zadane pozornice, za razliku od nekih drugih TOE kandidata poput kvantne gravitacije petljil..

[Wikiceha]

wand_1 kaže:

Kako će i biti shvaćena, kad ne nudi konkretne provjelrljive predikcije?
Za sada je malo konkretnog uopće u samoj teoriji.
Koliko ja znam, teorija superstruna je indiferentna prema prostor-vremenu koje samo igra ulogu zadane pozornice, za razliku od nekih drugih TOE kandidata poput kvantne gravitacije petljil..

Imaš i one priče da je prostorvrijeme samo jedna od brana u višedimenzionalnom svemiru.
Mislim da ima svega u superstrunama
Za predikcije imaš pravo, jbg

[Faro]

wand_1 kaže:

Dobar primjer. Umjesto povezivanja sa klasičnim spinom radije bih išao na pojam spinora...

Nonetheless, the concept is generally considered notoriously difficult to understand, as illustrated by Michael Atiyah's statement that is recounted by Dirac's biographer Graham Farmelo:

No one fully understands spinors. Their algebra is formally understood but their general significance is mysterious. In some sense they describe the "square root" of geometry and, just as understanding the square root of −1 took centuries, the same might be true of spinors

[Leteća]

Istina... ja još uvijek ne kužim drugi korijen iz minus jedan. Po toj računici, trebala bih ga skužiti u 22. stoljeću. A nikome se od vas neću moći pohvaliti.

[C. F. Gauss]

Diego Rivera kaže:

Bitno je naglasiti da stvar funkcionira u subatomskom svijetu. Znači za extremno sitne čestice. Mačka je samo interpretacija superpozicije, koja u određenom trenutku kolabira u jednu ili drugu mogućnst. (U interpretiranom trenutku kad npr netko otvori kutiju u kojoj je mačka).

Ja sam laik fizike, zato slobodno me korigirajte ili udrite po meni ako mlatim gluposti. Zapravo bi me interesiralo da li moja slika donekle stima ili sam zbrkao stvari skroz - pa cu pisati mozda malo provokativno.

Ovako, ta famozna macka je jako losa startna tocka za upoznavanje kvantnom fizikom. Prenapuhnota od strane pop-kulture iz jednostavnog razloga sto je toliko slikovita. Ima znacaja samo ili kao metafora o superpoziciji ili kod onih sto misle da je za opservaciju odn. kolaps valne funkcije potrebna svijesna opservacija (s cime bi macka stvarno bila ziva i mrtva istovremeno dok netko ne otvori kutiju - ako zaboravimo da i macka sama svijesno posmatra dogadjaj u kutiji sve dok nije mrtva, sto zakomplicira stvar...). Ima i znacaj kao slikovit prikaz problema prijelaza iz kvantne u klasicnu fiziku, posto u originalnom tekstu Schrödinger pise kako Psi-funkcija dozvoljava ovakvu paradoksnu makrofizikalnu interpretaciju eksperimenta, koju odlucujemo tek "direktnom opservacijom" (sto god mislio sa "direktnom"). Dekoherencija ne dopusta ovakvu interpretaciju, no nikad nisam skuzio zasto je bi kopenhaska interpretacija dozvolila - aparatura koja ubije macku mjeri dali se raspao atom ili nije i to je to, macka je ili ziva ili mrtva. Mozda postane jasno kad znamo da je i Schrödinger spekulirao o potrebi svijesnog posmatraca (kao i von Neumann, Wigner, i drugi) - inace ne vidim po cemu je Schrödingerova macka znacajna.

Letecoj bi preporucio ovaj kratki filmic (vidim da ima i sa prijevodom), crtic od 5 minuta koji prikazuje najvazniji eksperiment kvantne fizike i to bolje nego kod puno ozbiljnijih filmova (ili stranica).

Inace kad se pokaze da opservacija "oka" vodi do kolapsa valne funkcije, opet, to ne znaci da je potrebna opservacija svijesnog bica kako bi val presao u cesticu. Anton Zeilinger bi rekao ovako: samo ustanovljenje informacije kroz koji prorez elektron prolazi je kljucni fakt koji tek "natjera" elektron da napusti val i prolazi kroz jedan od dva proreza kao cestica (pa na zidu dobimo klasicnu sliku sa dva stupa).

S time mozda donekle jos mozemo zivjeti ako si kazemo "ok, elektron kroz prostor putuje kao val a sa drugim objektima interagira kao cestica" (i oko bi tu bilo takav objekt), ali treba znati da se oko moze postaviti i iza zida, dakle uspostaviti informaciju tek kad je elektron "vec prosao" plocu, rezultat je onda opet isti iako elektron "tada vec prosao" oba proreza istovremeno kao val (u superpoziciji). I to je ta tocka gdje za mene pocinje klasicni brain fuck kvantne mehanike. Da bi bilo jos bolje, ako opet izbrisemo tu informaciju, na zidu dobijemo opet sliku interferencije, dakle elektron je onda ipak opet kao val (u superpoziciji) prosao kroz oba proreza istovremeno - iako je "u medjuvremenu kratko ekzistirala" informacija o putanji elektrona. A da bi bilo najbolje, to ne funkcionira samo sa elektronima, vec i sa velikim molekulima sastavljenih od 800 atoma - sto je vec vise protiv intuicije nego kod samog elektrona kojeg si ionako nikad nismo zamislili kao kuglicu. Barem kod molekula na neki nacin vec razmisljam o necemu sto zauzima odredjeni prostor u odredjenom vremenu i nemoze kroz dva proreza istovremeno. Jos kad uspije virusom...

Znaci, dok se sistem nalazi u neodredjenom, kvantnom stanju, "prije", "posle", "nakon", "iza" nekako postanu bezznacajni pojmovi, sve vezano uz prostor i vrijeme na neki nacin postaje bezznacajno, napustamo realizam.

[Leteća]

To je baš ovo zadnje što sam uspjela ubrati iz fizike - da je svjetlost istodobno i val i čestica. Profesor je to uspio objasniti na način da zvuči smisleno, pa mi je čak i intuitivno leglo. Dalje nije išlo nikako, mislim da mi za to fali matematike koja mi je upravo sramotno zakržljala. Hvala na filmićima!

[Faro]

Leteća kaže:

To je baš ovo zadnje što sam uspjela ubrati iz fizike - da je svjetlost istodobno i val i čestica. Profesor je to uspio objasniti na način da zvuči smisleno, pa mi je čak i intuitivno leglo. Dalje nije išlo nikako, mislim da mi za to fali matematike koja mi je upravo sramotno zakržljala. Hvala na filmićima!

U nekakvu čestičnu prirodu svjetla, nisam nikad povjerovao. Ono što svjetlost van svake sumnje je, to je elektromagnetni val. Ovo čestičarenje je naše interpretacija svojstva pod određenim uvjetima, i držim da se radi o prividu čestice.

[Diego Rivera]

Faro kaže:

U nekakvu čestičnu prirodu svjetla, nisam nikad povjerovao. Ono što svjetlost van svake sumnje je, to je elektromagnetni val. Ovo čestičarenje je naše interpretacija svojstva pod određenim uvjetima, i držim da se radi o prividu čestice.

Fotoni su sitne čestice koje imaju energiju. Ali da, svjetlost se više ponaša kao val, ne kao skup čestica, jednako kao što se roj elektrona više ponaša kao skup čestica, ali možemo ga i promatrati kao val (prema KT).

[wand_1]

Wikiceha kaže:

Imaš i one priče da je prostorvrijeme samo jedna od brana u višedimenzionalnom svemiru.
Mislim da ima svega u superstrunama
Za predikcije imaš pravo, jbg

Da, branski svemir je kozmologija iz M teorije. Zanimljivo je da su sve čestice osim gravitona 'zalijepljene' za branu jer su otvorene strune, a kako je graviton zatvorena struna, curi preko brana, što vrlo dobro objašnjava slabost gravitacije u odnosu na druge sile...

Faro kaže:

Nonetheless, the concept is generally considered notoriously difficult to understand, as illustrated by Michael Atiyah's statement that is recounted by Dirac's biographer Graham Farmelo:

No one fully understands spinors. Their algebra is formally understood but their general significance is mysterious. In some sense they describe the "square root" of geometry and, just as understanding the square root of −1 took centuries, the same might be true of spinors

A ako je i korijen iz -1 problem, onda nije KM jedino što ne razumijemo

Što bi onda trebalo reći za neke druge matematičke koncepte?

Leteća kaže:

To je baš ovo zadnje što sam uspjela ubrati iz fizike - da je svjetlost istodobno i val i čestica. Profesor je to uspio objasniti na način da zvuči smisleno, pa mi je čak i intuitivno leglo. Dalje nije išlo nikako, mislim da mi za to fali matematike koja mi je upravo sramotno zakržljala. Hvala na filmićima!

The theoretical minimum od Susskinda je taman za to..

[Faro]

Diego Rivera kaže:

Fotoni su sitne čestice koje imaju energiju. Ali da, svjetlost se više ponaša kao val, ne kao skup čestica, jednako kao što se roj elektrona više ponaša kao skup čestica, ali možemo ga i promatrati kao val (prema KT).

Koje dimenzije je foton? Sve čestice imaju neku procjenu veličine. Imaju li to fotoni?

[Wikiceha]

Leteća kaže:

Istina... ja još uvijek ne kužim drugi korijen iz minus jedan. Po toj računici, trebala bih ga skužiti u 22. stoljeću. A nikome se od vas neću moći pohvaliti.

Odgovor ovisi o sustavu.
Može biti kompleksan ili hiperkompleksan, što uključuje i kvaternione i oktonione
a takvih sustava ima i još;
https://en.wikipedia.org/wiki/Dual_number
ili;
https://en.wikipedia.org/wiki/Split-complex_number

Ako su kompleksni eliptoidni ovi zadnji su hiperboloidni

No ak ćeš se paziti, možda i doživiš 22. stoljeće, pa

@Vand, to je jedan od razloga zakaj je teorija interesantna

[wand_1]

Faro kaže:

Koje dimenzije je foton? Sve čestice imaju neku procjenu veličine. Imaju li to fotoni?

Kvarkovi i elektroni od kojih je sastoji materija imaju istu dimenziju - nula

Za bozone to i nije tako cudno, ali kod fermiona zvuci cudno..

[Faro]

wand_1 kaže:

Kvarkovi i elektroni od kojih je sastoji materija imaju istu dimenziju - nula

Za bozone to i nije tako cudno, ali kod fermiona zvuci cudno..

Naravno da je čudno, zato i mnogi čestice smatraju za eksitaciju polja. U tom smislu polja su fundamentalna. A čestice su nekakav oblik stojnih valova. No, inzistirati na tome da je nešto čestica, a istovremeno za dimenziju iste navoditi nulu je stvarno neobično.

[C. F. Gauss]

Wronski kaže:

Teleportacija ne znači da čestica s jednog mjesta nestane, a da se na drugome stvori.

Sto bi valjda trebalo biti i nemoguce posto pojedini elektron nema identitet...?

Wronski kaže:

Zapravo, ono što se radi je da se prepisuje kvantno stanje jedne čestice na drugu. "Čitanjem" tog stanja, ono se uništava na prvoj čestici (međutim, sama čestica ostane gdje je) i "spremi" se na drugu česticu koja je sad identična onoj prvoj prije čitanja tog stanja. Ali baš identična, ne postoji način da se prva čestica prije čitanja razlikuje od druge poslije. I zato se možda može reći da je to jedna te ista čestica koja se teleportirala.

E sad, u knjizi Zeilingera jos nisam stigao tu (mada moram priznati da vec duze nisam nastavio citanjem), ali determiniranje odn. pracenje identiteta objekta je moguce samo na makrofizikalnoj razini (kao kontinuirana 4-dim. trajektorija u prostoru 3-dim. prostora i vremena - a i to nije toliko ocigledno kad jednom ulazis u detalje identiteta objekata...). Sad, kako mozemo govoriti o "jednoj" i "drugoj" cestici, kad cestica nema identitet? Koliko znam, mozemo razlikovati cestice, ali ih nikad imenovati. Ali to ne kuzim bas.

Na primjer, kad bi kod eksperimenta duplog proreza sa dva razlicita emitera A i B pucali dva elektrona a i b istovremeno prema prorezima, znali bi da su dva razlicita elektrona i imali bi dvije tocke gdje stignu na zid (detektor), ali nikad na zidu ne mozemo reci na kojoj od dva tocka je stigao a i na koji b - jednostavno elektroni u kvantnom stanju, u kojem prodju proreze, nemaju identitet. Jel to tocno?

Dakle, kod kvantne teleportacije je zapravo neprikladno govoriti, da smo teleportacijom kvantnog stanja zapravo teleportirali elektron, ili? To bi mogli reci, da kvantno stanje koje prenosimo determinira identitet elektrona - ali kako to mozemo reci ako elektron opcenito nema identitet?

Gdje tokom dekoherencije nastane objekt identitetom?

[C. F. Gauss]

Da dodajem, da W. H. Zurek [1] pise:

Einselection enforces classicality by imposing an effective ban on the vast majority of the Hilbert space, eliminating especially the flagrantly nonlocal "Schrödinger cat" states. Classical structure of phase space emerges from the quantum Hilbert space in the appropriate macroscopic limit: Combination of einselection with dynamics leads to the idealizations of a point and of a classical trajectory.

Ali pitam se, da li mi netko moze opisati vise intuitivno odn. slikovito ili se bas moram najprije upututi u matematicke osnove kvantne mehanike?


[1] Zurek, Wojciech Hubert. "Decoherence, einselection, and the quantum origins of the classical." Reviews of modern physics 75.3 (2003): 715.


Dakle zelim preci granicu ali bez papira.

[Wronski]

Iako elektroni nemaju identitet, oni postoje u nekakvom fizikalnom kontekstu i u trenutku kad s dovoljnom vjerojatnosti možeš razdvojit ta dva konteksta, možeš razlikovati i dva elektrona. Ne zato što su oni različiti, nego zato jer se nalaze u drugačijim okolnostima. Evo primjer:

2x + 3y = 5
4a +2b = 6

Ovo su nekakve dvije jednakosti. Primjeti da se u svakoj nalazi broj 2. I jasno ih možeš razlikovati. Možeš reći "broj dva iz prve jednakosti" i "broj dva iz druge jednakosti". Međutim, ako sad ideš zamijeniti ta dva broja, tako da uzmeš prvu dvojku i staviš je na mjesto druge i obrnuto, nisi ništa napravio jer zaista vrijedi 2 = 2 tj. jedna dvojka je identična drugoj.

Stvar s kvantnom mehanikom je da ne postoje oštre granice kao što ovdje postoji oštra granica između prve i druge jednakosti, nego je sve izmješano s nekim vjerojatnostima koje "razmažu" jednu jednakost preko druge tako da je sve zajedno nekakav kupus. A kada ne možeš razlikovati jednu jednakost od druge, tada ne možeš ni reći koja je koja dvojka. Kad možeš? Pa recimo ako su dovoljno udaljene tako da je jedna razmazana mrlja dovoljno daleko od druge da preklapanje mrlja možeš zanemarit.