Вселенная
Квантовая механика на пальцах.
obsidian_edge (off) VIP [5250]
1 июля 2009, 03:35
Понять природу элементарных частиц можно, поняв структуру самого пространства на квантовом уровне. Для простоты (понимаю, звучит, как насмешка) ученые дяди придумали так называемые копактифицированные измерения. Попробуем разобраться?
Берем листик бумаги. Это -- модель 2-мерного евклидова пространства. На нём справедлива теорема Пифагора, сумма углов треугольника = 180градусов, а длина окружности 2*pi*r. Всё как учили в школе. А теперь сворачиваем этот листик в трубочку (ну, положим, диаметром 2 см, а длина окружности поперечного сечения будет около 6 см). На ней "расстояние" -- это именно кратчайший путь ВДОЛЬ бумаги, сколь бы она ни была изогнута (да хоть смята), а не по прямой через 3-мерное пространство. Вообще, понятие "метрики" ("геометрии", будь она евклидова, Лобачевского, да хоть Римана) определяется исключительно тем, как определено понятие "расстояние". Если считать его как именно расстояние вдоль бумаги, то геометрия по-прежнему останется евклидовой. То есть,теорема Пифагора, сумма углов треугольника и длина окружности - никуда не денутся, по крайней мере в масштабах (в нашем случае) до 6 см. Ну, вот, значит, свернули мы себе бумажную трубочку. На её поверхности мы можем рисовать фигурки (размерами не более 6 см), производить измерения (гибкой
ниточкой, которая на всей своей длине всегда плотно примыает к бумаге и не отходит от неё), и убедиться, что геометрия там по-прежнему 2-мерная и евклидовая (плоская). Все ...
Читать далее
-------
Neo70 (off) [2220]
1 июля 2009, 10:30
Obsidian_edge, привет Николай. Очень неплохо. Теперь я знаю что такое квантовая кинематика.
-------
obsidian_edge (off) VIP [5250]
23 февраля 2010, 13:40
Цитата:
ФЕЛИКССС
"Расскажите про свет. Из школьной программы физики я помню, что свет то ли корпускулы то ли волны. Вроде эти 2 теории противоречат друг другу, но и обе имеют потверждение опытами. Например если это корпускулы то тогда два луча света направленые крестом должны отклонятся, а они светят ровно. Значит это волны. Но если это волны, то почему (блин не знаю как выразиться без рисунка) свет идет ровно."
------
Конец цитаты.
_____________________
Все дело в проявлении пространством набора свойств, трактующихся неоднозначно с точки зрения тривиального здравого смысла, а фотон тут играет лишь роль своеобразного индикатора: в различных условиях он взаимодействует то как волна, то как частица - но это не его именно "заслуга", а свойства самой материи: в полете фотона как бы вообще не существует! Интерференция света - явление повседневное и заурядное, таит в себе потрясающее свойство нашего мироздания - корпускулярно-волновой дуализм.
Есть одна замечательная книжка, которую рекомендую прочитать от корки до корки. Но главное - почему это происходит - изложено в Главе 2 и дальше книги Девида Дойча "Структура реальности".
Отдельно следует также поговорить о самом фотоне - это довольно интересный объект, который не так уж прост, как кажется. Но об этом позже, после прочтения указанных глав.
---
DD_Str_Real.rar
Размер файла: 730.5 Kб
---
Книга Д. Дойча "Структура реальности".doc в .rar архиве.
-------
obsidian_edge (off) VIP [5250]
23 февраля 2010, 18:52
ФЕЛИКССС
Итак, фотон.
Фотон, как уже давно известно, это квант электромагнитного поля. Точнее - минимально возможная порция его взаимодействия.
Для того, чтобы понять его свойства, нам придется прибегнуть к определенной аналогии - соорудим вымышленную вспомогательную математическую конструкцию. Она не имеет ничего общего со школьной физикой, посему не вздумайте приводить ее где-нибудь на экзамене в качестве ответа на билет - будет неуд. Мы только фантазируем, пытаясь понять сложное через простое.
Представим себе кольцо вокруг атома. Чем плотнее оно его охватывает, тем больше энергии надо затратить, чтобы его сорвать - это очень важно. Если мы подадим на атом каким-нибудь макаром энергию, нагреем его, или обстреляем частицами - то он испустит квант энергии - фотон. Испустит одиночной порцией, успокоится, накопит новую порцию, испустит и так далее. Почему атом так делает мы сейчас говорить не будем, это надо знакомитьс с принципом Паули, правилом Клечковского и Хунда, скажем проще - он так устроен. Фотоны излучаются во многих природных процессах, например, при движении электрического заряда с ускорением, при переходе атома или ядра из возбуждённого состояния в состояние с меньшей энергией, или при аннигиляции пары электрон-позитрон. При обратных процессах — возбуждение атома, рождение электрон-позитронных пар — происходит поглощение фотонов.
Теперь о том самом обруче, который слетел с атома из-за подведенной энергии. Это и есть фотон! Чем меньше диаметр обруча, тем ...
Читать далее
-------
obsidian_edge (off) VIP [5250]
1 марта 2010, 14:55
Но тут кроется один интересный вопрос: А каков, собственно, размер фотона?
Если принять за размер период его волны, то... то получается, для радиочастоты в приемнике фотон имеет размер футбольного мяча? Мдааа... как-то оно не очень правдоподобно для кванта, испускаемого или поглощаемого единичным атомом. Да еще и дающего интерференционную картину за щелями в четверть толщины человеческого волоса.
Поскольку фотон и частица, и волна, то для его описания нужен некий формализм. Вроде как ртуть - металл, а жидкий. Или металлический водород - газ, а твердый.
Прежде всего мы должны освободиться их от иллюзий, что волновая функция частицы имеет заданную форму какого-то "волнового пакета с конечным числом периодов", зависящую только от энергии частицы. Когда начинаешь изучать физику, то стремишься думать о фотоне как о маленьком теннисном мячике или чём-то в этом роде, возможно с какими-то волнами, добавленными по вкусу. Мысль, что это всего лишь "полевая модель" представляет трудности. Обычно это принимается медленно и болезненно при решении уравнения Шрёдингера со всеми видами различных конечных условий и потенциалов, при изучении всех видов различных отронормированных базисов в пространстве, и в конечном счёте понимаешь, что выбор базиса - всего лишь предмет соглашения. Мысль о том, что фотон - всего лишь решение дифференциального уравнения в частных производных, и что существует еще уйма решений, имеющих одинаковый описательный формализм ...
Читать далее
-------
Grindi (off) [16167]
2 марта 2010, 10:10
Вот здорово!Я пытался читать на эту тему в популярной литературе,но здесь изложено гораздо понятнее.Хотя на терминах проскальзываю иногда,смысл схватил.А можно вопрос?Встретил в инете статью,где говорится о том,что скорость света во много раз больше,чем считается сейчас.И на ускорителе присутствует ,к примеру не 97 как бы 'групп'ускоряемых частиц, а одна,но имеющая скорость в 97 раз большую.За цифру не ручаюсь.Извините за корявое изложение.
-------
obsidian_edge (off) VIP [5250]
2 марта 2010, 15:07
Квантовая телепортация
Как это работает. Допустим, есть некая частица (например, фотон) у которой есть некое измеряемое квантовое состояние (например, поляризация). До измерения квантовое состояние (поляризация фотона) находится в поле вероятностей, то есть не опеределено четко. Зато после измерения все многообразие возможных квантовых состояние схлопывается в одно, четко определенное.
Теперь добавим к системе второй фотон, связанный с первым. Это явление называется квантовой запутанностью, когда две и более частицы описываются одной волновой функцией. Причем если измерить параметры одной частицы, у второй появляются (именно появляются, а не становятся известными) соответствующие характеристики. При этом расстояние, на которое разнесены частицы никакой роли не играет. Более того, не играет роли и время, что создает дополнительные сложности как при реализации эксперимента, так и при вероятном практическом использовании квантовой телепортации.
Прикол в том, что измерения по отдельности смысла не имеют. Предположим что у нас есть две запутанные частицы. Одна в Москве, другая во Владивостоке. Мы измеряем параметры частицы, находящейся в Москве. При этом все молчим как партизаны. Спустя какое-то время во Владивостоке тоже измеряют параметры своей частицы. Ключевой момент — во Владивостоке не знают о том, провели ли в Москве измерения или еще нет. Позднее, обе группы экспериментаторов встречаются и делятся впечатлениями. Разумеется у обеих групп результаты получились ...
Читать далее
-------
darkest8 (off) [15]
2 апреля 2010, 16:44
obsidian_edge,детский вопрос,а что произойдёт с фотоном,если его скоростт станет равна нулю?и немного не в тему наверное,вам не кажется,что хигсово поле-некий родственник мистического "эфира"?
-------
obsidian_edge (off) VIP [5250]
3 апреля 2010, 13:24
darkest8,
Фотоны не имеют энергии (массы) покоя, т.е., если фотоны "остановить", то "покоящиеся фотоны" не будут иметь энергии (массы). Но волны не могут покоиться, соответственно, "покоящихся фотонов" не существует, поэтому говорить о массе покоя фотонов - это все равно, что говорить, например, о почтальоне, который не носит корреспонденции, что также не имеет физического смысла. Если частица не может находиться в состоянии покоя, то какой смысл говорить о ее свойствах в этом состоянии? Фотон существует для переноса энергии и из неё, можно так сказать, состоит. Находясь в состоянии покоя фотон не существует. Или, как принято говорить в СТО, не существует ИСО, в которой фотон покоится.
-------
obsidian_edge (off) VIP [5250]
3 апреля 2010, 13:42
Цитата:
darkest8 2.04.2010
obsidian_edge,вам не кажется,что хигсово поле-некий родственник мистического "эфира"?
-----
darkest8,
В одном они схожи с "нашим эфиром" - пока это такое же модельное построение. Подождем, что выдаст коллайдер.
---
Насколько мне известно, были попытки привязки Абсолютного Пространства ("эфира") ко всем звездам сразу (Мах), и к реликтовому фону. Но это всего лишь врожденное стремление человека определить свое место во Вселенной, которому нет определения в стандартной модели.
-------
Ответить на тему
стр. 1,2,3,4 След.
Вселенная
Список форумов
На главную
0.031 сек
SQL: 6