Szinte mindenben egyetértünk, kivéve abban, hogy a leírás egyenlő lenne a jóslással. A leírás megtörtént, megtapasztalt dolgokkal foglalkozik, a jóslás a jövőben tapasztalandó dolgokkal. Igaz, hogy jóslás tehető a leírások alapján is, én azonban olyan jóslásra gondoltam, ami nem csupán a leírt tapasztalatok másfajta összerakásából keletkezik, hanem abból, hogy értjük, valami hogyan működik, és eme értés alapján valami minőségileg újat jósolunk meg, amit aztán ellenőrizni lehet. Hiszen egy elméletnek ez az igazi főpróbája, tud-e olyasmit jósolni, amit eddig nem tapasztaltunk, de az elméletből következik, és ellenőrizni lehet.
Viszont a masodik valaszodnak sok ertelmet nem latom:
"Foton kisugárzásnál is lokalizált a foton kiinduló pontja (noha persze ez számunkra lehet ismeretlen). " Mi az, hogy szamunkra ismeretlen? Azt akarod sugallni, hogy csak azert tunik hullamszerunek a foton a foton (valoszinusegi hullamnak), mert nem tudatlansagbol nem ismerjuk a helyzetet, pedig amugy mindig van neki pontos helyzete (pontos palyaja, mint a puskagolyonak)?
A kiserlet nem arrol szol, hogy ismerjuk-e a foton kibocsatasi helyet vagy nem, hanem arrol, hogy lokalizalodik-e az atom (ekkor elveszti interferenica kepesseget) vagy nem.
Es a kiserlet tanulsaga szerint NEM lokalizalodik.
Erre te meg azt irod, hogy igenis lokalizalt a kiindulopontja, csak nem ismerjuk.
Ennek a valasznak azert nem latom az ertelmet, mert semmi magyarazatot nem fuzol ahhoz, hogy mikepp tud ugy lokalizalodni az atom, ugy hogy kozben nem omlik ossze a hullamfuggvenye.
(Mert ha a foton kibocsatasa kozben osszeomlana az atom hullamfuggvenye - akar csak egy pillanatra is - mas eredmenyt kapnank, mint amit tenylegesen kaptak a kiserletet elvegzo tudosok.)
Volt nekünk egy régebbi beszélgetésünk. A fénnyel, EM-mel kapcsolatban.
Mégpedig az anyagszerkezetben, annak függvényében az elnyelődési, illetve visszasugárzási jelenségekkel, törésmutatókkal kapcsolatban.
Sajnos, elfogalatságod miatt akkor az a beszélgetés félbeszakadt.
Ha esetleg van még a dologhoz kedved, időd, én szívesen folytatnám a beszélgetést, az okulást.
JFEry vagyok, csak bevirult gépem és a régi nickem kódja odalett.
"Ez igy nem OK. A terjedo elektront minden tovabbi nelkul lokalizalni lehet mikozben se ki nem sugarzodik, se el nem nyelodik."
Ha az elektront menet közben lokalizáljuk, akkor NEM lesz interferencia. (Amikor az elektron gerjesztődik egy foton révén, azt nem csak úgy írhatjuk le, hogy az elektron elnyelt egy fotont, hanem úgy is, hogy a foton elnyelt egy elektront.)
Fotonoknak és elektronoknak is lehetséges olyan kölcsönhatásuk, amikor nem következik be elnyelődés, illetve lokalizáció (pl. amikor a fény egy átlátszó üvegen megy keresztül). Erről korábban már írtam.
"Pont azt irtam, hogy az atom, es az altala kisugarzott foton is, a kisugarzas soran (a kiserletben) NEM lokalizalodik. Ha a "kezdo helyezet" lokalizalodna a foton kibocsatasakor, akkor ezzel az atom helyzete is lokalizalodna (hiszen az atom a kezdo helyzet, o bocsatja ki!), aminek ellentmondanak a kiserleti tenyek."
Foton kisugárzásnál is lokalizált a foton kiinduló pontja (noha persze ez számunkra lehet ismeretlen).
Ez alól csak az a fajta "kivétel" van, amikor a foton valójában nem is sugárzódott ki rendesen (ezért nem érvényes rá a kvantálás sem), hanem alagúteffektussal (tulajdonképpen virtuális részecskeként) megy át két gerjesztési állapot között.
"Honnet tudja a foton, hogy mindket res nyitva van, ha nem bujik at mindketton?"
Vagy ő megy át a másik résen is, vagy valami más, amivel szoros kölcsönhatásban (fáziskapcsolatban is) áll.
*******
Kedves Holden (383)!
Amikor lokalizálódik egy foton, az nem egy életre szól, hanem a hullámokra jellemző általános viselkedésnek megfelelően próbál majd azonnal mindenfelé szétterjedni (az interferenciának megfelelően).
Amikor egy fotonpár egyik tagja elnyelődik, akkor amíg az elnyelődés nem fejeződik be (azaz nem válik teljessé) a másik foton is érzheti azt az interferencia révén. Ha miután az egyik foton már elnyelődött, a másik foton impulzusa és energiája a megmaradási törvények szerinti lesz (figyelembe véve az elnyelő objektum energiájának és impulzusának a megváltozását). Ezután a maradék foton a szokásos módon interferenciával halad át a 2 résen.
Megjegyzés: miután a fotont elnyelő objektum is vesz át impulzust, az első foton elnyelődésének helyéből nem lehet egészen pontosan megmondani, hogy a másik foton merre jár.
Elkaptuk a párját, valamilyen hibával ismerjük az impulzusát. A maradék foton leírása így már nem gömbszimmetrikus, hanem irányfüggő. Az irányfüggés meg a bizonytalanság összefügg. A konkrét függvény éktelen bonyolult is lehet, attól függ, mit tudunk a párjáról. De továbbra is egy hullámfüggvény, ami ennek megfelelően interferál ha akadályokat tesznek az útjába.
Valamilyen alapvető félreértés van köztünk.
Sose mondtam, hogy 100 éve minden eldőlt. Ami eldőlt, az az, hogy a specrel, kvantummechanika stb. egy jó közelítés a valóság modellezésére.
Galilei, Newton sem "megdőlt", hanem még jobb, még teljesebb körű, még szélesebb határok között alkalmazható modellt sikerült alkotni. Ettől még vidáman használjuk Newtont, mert maradt egy jó közelítés, ami egy csomó esetben tökéletes.
Így megy ez, és valószínűleg a jövőben is így fog menni.
Meg kellene értened, hogy a fizikai modell nem az abszolut igazság, ami vagy jó vagy nem és nincs más lehetőség. A fizikai modell nem kell örökkévaló és mindenre kiterjedő legyen ahhoz, hogy "jó" legyen.
Ha találnak valamit, amit nem jól ír le a régi modell, keresnek újabbat, ami jól írja le az adott jelenséget. Ha az új modell igazán szerencsés, akkor rengeteg olyan dolgot is jól ír le, ami akkor pillanatnyilag még nem is volt ismert. Tehát nemcsak azt a jelenséget, ami miatt kitalálták, hanem egy csomó akkor még ismeretlent is, ami későbbi kísérletekben jön csak elő.
Ilyen értelemben a specrel, a kvantummechanika nagyon "jó" modell és az is marad mindörökké, akkor is, ha lesz még jobb.
Pontosan ezért szoktam tiltakozni a tudatlanságból eredő radikalizmus ellen. Ott ugyanis keveredik az, nem tud eleget az adott kérdésről, nem érti mi a modell és az axiomatikus matematikai bizonyosság közötti különbség, és a nemtudásra alapozva azt is vitatja, amire kísérleti adatokkal alátámasztott bizonyíték van. A "józan ész" nevében, ami az adott esetben esetleg olyan első gondolat, amit már 100 éve elvetettek... Utána jön a ködösítés, hogy dehát ez se igaz meg az se meg , meg ragaszkodása régihez meg hasonlók. Ez a hozáállás hibás, és több levélben tisztán felismerhető volt.
" Lesz egy hatalmas nagy könyv, amiben leírják, hogy mi mikor hogyan viselkedik. Sem magyarázat, sem mélyebb megértés, sem jóslatok, a fizika egyszerű leíró tudomány lesz. "
Nem lesz. Mar ilyen a fizika.
(Kisebb hiba, hogy a "sem joslatok" nem volt helyes. Mivel az, hogy "leirni mi mikor hogyan viselkedik" = "megjosolni a dolgokat". Ettol eltekintve, jol megragadtad a tudomany lenyeget.)
Megprobaltam elkepzelni, hogy mi lenne a leirt kiserleted eredmenye. De nem sikerult osszehoznom egy biztos elkepzelest... :( Ehhez sajnos mar reszleteiben is ismernem kellene a kvantummechanika matematikajat, hogy szamitasokkal ki tudjam mutatni: mit josol a kvantummechanika.
Talan egy nalam hozzarertobb kepes lesz kiokomlulni, hogy milyen eredmennyel zarulna egy ilyen kiserlet.
"Talan zavaro lehet hogy a ket kep a mi szamunra nem illik ossze, de a hiba valszinu bennunk van."
Ha jol megnezi az ember a dolgokat, akkor hatarozottan az a sejtese alakul ki, hogy a hiba a bennunk van. Arra gondolok, hogy a foton hullamkent valo leirasa ugyebar nem mas, mint egy rakas matematikai keplet, a foton reszecskekent valo leirasa es masik rakas matematikai keplet. Az egesz alkot egy matematikai rendszert, ami modellezi, hogyan is viselkedik a foton (elektronra ugyanez). Azonban ez a modell ket reszbol all: hullam-modell es reszecske-modell. Bar nem vagyok jaratos a matematikai reszletekben, azt gondolom, hogy a hullam-modell matematikailag nem illik ossze egy reszecske-modellel, annyira mas a ketto.
Ergo itt bizonyos fokig egy matematkai ellentmondasunk van. A foton teljes matematikai modellje tulajdonkeppen ellentmondasos. Maga a leirasunk ellentmondasos. Ezt az ellentmondast ugy oldjuk fel, hogy kijelentjuk: a foton vagy hullamkent viselkedik, vagy reszecskekent, de soha nem a ketto egyuttesekent. Ezt hivjuk reszecske-hullam dualizmusnak, es ha jol emlekszem Bohr mondta ki eloszor.
Igy nezve a hiba bennunk van: ellentmondasos kepet akarunk rahuzni a fotonra.
De azert a foton, elektron, stb. is ludas am benne! Elvegre ok viselkednek ugy, hogy neha a hullam-modell tunik jonak, maskor meg a reszecske-modell.
Tegnap hazafelé ballagva megpróbáltam egy gondolatkísérletben összefoglalni az eddig a fotonról megtudott ismereteimet, ezt szeretném most közreadni:
Az elektron-pozitron annihiláció során két gamma foton keletkezik, amelyek az impulzus megmaradás teljesülése miatt ellentétes impulzussal, azaz szerintem egymással ellentétes irányban haladnak. Legyen a berendezés közepén egy forrás, ami elektron-pozitron párokat "találkoztat". Vegyük körbe egy fotondetektorokkal telezsúfolt félgömmbbel az egészet egyik oldalról. A fotonok ellentétes iránya miatt, valamelyik detektor a félgömbön mindenképpen jelzi az egyik fotont. Ekkor a másik foton irányát is tudom, mivel az a detektálttal ellentétes irányban kell, hogy haladjon. A félgömbbel szemközti oldalon legyen két rés, amögött egy ernyő. Kérdésem, lesz e interferencia-kép az ernyőn, vagy csak két éles vonal a résekkel szemközt.
1. Ha nincs interferencia, mondván, hogy a foton "megérezte", hogy a párját detektáltam, így az ő impulzusát is tudom, ezért nem interferál, hanem részecskeként viselkedik, akkor elkezdem a félgömböt tágítani, azaz egyre nagyobb félgömböt, egyre messzebb viszek. Így a foton detektálása jóval később történik meg, így a párja hullámként nyugodtan interferálhat. Ekkor az a kérdés, honnan tudja az egyik foton, hogy milyen messze van a detektor félgömb?
2. Van interferencia-kép. Akkor az a kérdés, hogyha pontosan tudom az összes foton impulzusát a párja alapján, így tudom, melyik résen ment át, vagy átment-e egyáltalán, tehát minden fotont pontosan nyomon tudok követni, akkor honnan az interferencia-kép?
3. Két élesebb vonal, és interferencia-kép. Ekkor egyszerűen elveszem a detektor félgömböt, és egy klasszikus kétréses interferencia kísérletet kaptam, annak ellentmondó végeredménnyel.
Persze lehet, hogy rosszul raktam össze az eddigi ismereteimet, de ha mégsem, akkor ez egy elég furcsa ellentmondás...
És jó lenne, ha megértenénk végre, semmilyen összeesküvés elméletnek nem vagyok híve, a tudósokat sem rosszabbnak, sem jobbnak nem tartom annál, amilyenek. Egyszerűen szeretném a saját eszközeimmel, a saját józan eszemmel megérteni a világnak eme dolgait. Viszont nem vagyok hajlandó sem azt elfogadni, hogy a világ ilyen és kész, mert akkor többezer év gondolkodóinak munkáját érzem kárba veszni, másrészt nem vagyok hajlandó semmilyen tekintélyelv, konvenció vagy szokásjog előtt meghajolni. És ha egy magyarázatról azt látom, hogy hamis, akkor kész vagyok eldobni akkor is, ha mindenki más elfogadja.
Lehet, hogy valakinek elég, ha elfogadja, hogy a fény egyszer ilyen, máskor meg olyan különösebb ok nélkül, de ez mégiscsak a tudomány csődje. Így a fizika olyan lesz, mint mondjuk a biológiában a rendszertan. Lesz egy hatalmas nagy könyv, amiben leírják, hogy mi mikor hogyan viselkedik. Sem magyarázat, sem mélyebb megértés, sem jóslatok, a fizika egyszerű leíró tudomány lesz. Persze attól, hogy ez nekem nem tetszik, még lehet, hogy a világ tényleg ilyen...
Azt, hogy a dolog messze nem eldőlt, bizonyítja a hozzászólásod utáni több hozzászólás, melyben ugyanazokról a jelenségekről igencsak sokféle elképzelést és magyarázatot olvashatsz. Na már most, ha ugyanaz ennyiféleképpen látható és magyarázható, akkor ott szerintem probléma van.
Persze be lehet hunyni a szemünket, és azt mondani, hogy amit nem mérek az nem létezik, amit nem látok az nincs, csak tudod ez engem baromira nem elégít ki.
Az is magyarázat lehet, hogy ahogy a galamb soha nem fogja megérteni a prímszámok lényegét, úgy az emberi elme sem lesz képes soha megérteni a foton viselkedését. Ez is lehetséges. De amíg van rá némi remény, én szeretnék abban hinni, hogy a világ megérthető, vagy legalább szeretném azt megérteni, hogy miért nem megérthető.
Azzal, hogy 100 éve minden eldőlt, vitatkozni szeretnék. Einstein aki szintén egy elég problematikus elméletet alkotott, élete végéig nem volt képes feldolgozni a kvantummechanika véletlenen alapuló értelmezését. Tehát korántsem egyszerű a kép. Egy olyan ember, aki szó nélkül bevezeti a tér és idő relativitását, szívfájalom nélkül felad évezredes konvenciókat, nem képes a véletlent elfogadni? Talán nem tudták meggyőzni a kísérletek? Vagy mi?
Az, hogy a relativitás elmélet alapján számolva jó eredményeket kapunk, egy dolog. Az hogy a fény aberrációja és a fény klasszikus Doppler effektusa hogyan magyarázható, ha a fény terjedési sebessége független a forrásétól, az egy másik dolog. Hogy a müon bomlás során miért a müon életideje nő meg, és nem a földi megfigyelőé, holott a spec. rel szerint szimmetrikus a helyzet, és mindkét rendszer a másik idejének lassulását kellene, hogy tapasztalja, ez is egy dolog. Hogy a relativitás elméletben a négydimenziós statikus téridőből hogyan jön az ki, hogy az idő egyirányban múlik, hogy van jelen, hogy ez idáig senkinek sem sikerült az időutazás, aminek nyilván lényeges oka lehet, azt sem látom egyenlőre.
Úgyhogy szerintem hagyjuk a politikához való hasonlítást, és nézzünk szembe a tényekkel. annál is inkább, mert a lottó főnyeremény valószínűsége nem interferál, a foton meg igen, úgyhogy valahogy mégiscsak értesülnie kell a térről, ami körülveszi...
Amig terjed a feny, addig az elektromagneses ter egyenleteit alkalmazhatjuk ra,amikor elnyelodik ,akkor a foton kvantum leiras a megfelelo. Igy semmilyen ellentmondas nincs.Talan zavaro lehet hogy a ket kep a mi szamunra nem illik ossze, de a hiba valszinu bennunk van.
A feny elektromagneses leirasanal pedig egyertelmu hogy jon letre az interferencia.
Mind a ket kep a valosagot tukrozi.Az elektromagneses ter Maxwell-egyenleteibol kijott a feny terjedesi sebessege. A fotonnal ,mint a feny energia-kvantumjaval ,jol leirhato pl a fotoeffektus.Akkor miert dobnank el barmelyik kepet a fenyrol,hiszen mind a ketto leirja ,csak mas helyzetben.
Szep amit irsz, sot nagyon preciz. De egy valamit nem teljesen ertek.
"ilyenkor ertelme annak a kerdesnek ,merre ment a foton."
Azt hiszem ennek tenyleg igy kell lennie. Viszont az emberben felmerul a kerdes, hogy ha 'palyaja' nem is volt a fotonnak, azert valahogy csak meg kellett tapasztalnia teljes kiserleti berendezest.
Pl.
Honnet tudja a foton, hogy mindket res nyitva van, ha nem bujik at mindketton? Ha csak az egyiken vagy csak a masikon bujna at, akkor nem lenne interferenciakep, pusztan a ket eset osszege. Valahonnet tudja a foton, hogy mind a ketto res nyitva volt. De ha nem tartozkodott sehol se a foton a kibocsatas es az ernyobe valo becsapodas kozotti idoben, akkor honnet tudja ezt?
"A kisugárzás és az elnyelés között (a terjedés során) nincs pontos lokalizáció, hanem akkor van az interferencia."
Ez igy nem OK. A terjedo elektront minden tovabbi nelkul lokalizalni lehet mikozben se ki nem sugarzodik, se el nem nyelodik. Meg tudjuk szuntetni, hogy az elektron onmagaval interferealva kiadja az ernyon az interferenciakepet, mikozben termeszetesen az elektron maga soha nem nyelodik el (legalabb is amig a el nem eri a detektort). Tehat igenis van a terjedes soran lokalizacio. Plane mivel az elektron altalaban nem is kepes elnyelodni, ilyesmit leginkabb csak a fotonok szoktak csinalni.
"Kisugárzásnál természetesen a kezdő helyzet a lokalizált, elnyelésnél meg a végső"
Masreszt ezt sem ertem. Pont azt irtam, hogy az atom, es az altala kisugarzott foton is, a kisugarzas soran (a kiserletben) NEM lokalizalodik. Ha a "kezdo helyezet" lokalizalodna a foton kibocsatasakor, akkor ezzel az atom helyzete is lokalizalodna (hiszen az atom a kezdo helyzet, o bocsatja ki!), aminek ellentmondanak a kiserleti tenyek.
Amit a foton elnyelodeserol irtal, az uj volt szamomra. Ebbe meg sose gondoltam bele, de fontos igazsagot erzek abban, hogy a foton nem pillanatszeruen 'ugrik ossze'. Logikus is, hisszen egy ilyen 'osszeugras' (pl. a foton elnyelodik) valamilyen kolcsonhatas utjan szokott megvalosulni, es a kolcsonhatasok idot is igenyelnek.
"Furcsa, hogy a foton terjedésére érvényes a fénysebesség korlát, míg az energiacsomag pillanatszerűen megjelenhet akárhol."
Szo sincs pillanatszeru megjelenesrol! Egy energiacsomag kisugarzasa es elnyelese idoben elhuzodo folyamat (sok-sok periodusideig tarthat), es minimum addig eltart, mint amekkora a foton idobeli koherenciaja! (Ebbol a szempontbol rendkivul megtevesztoek a tankonyvek szovegei, amikor a stacionarius (avagy "megengedett") allapotok kozott rendszeresen "pillanatszeru atmenetrol" beszelnek!
"Így már azt sem tudom, mi is terjed fénysebességgel, mert úgy tűnik, hogy nem az energia, hanem csak az energiacserére való képesség."
Tobb mindenre is igaz lehet, hogy max. c-vel terjed, es jelen tudasunk szerint az energiara, es az informaciora is igaz.
"Sőt ebben a képben már a fény egyenesvonalú terjedését sem tudom hová tenni, mert itt aztán semmi nem terjed egyenes vonalban."
Az elektromagneses ter gerjesztese alapvetoen minden lehetseges iranyban probal tovabb menni, de az interferencia donti el, hogy az egyes terjedesi iranyokban (es helyeken) majd mekkora valoszinuseggel lesz eszlelheto (elnyelheto).
"Azt sem tudom, mi van, hogyha nem két rést használok, hanem az egyetlen fotont körbeveszem egy gömbbel, amin rengeteg rés van. Ilyenkor hol keletkezik az interferencia kép? "
Ilyenkor kivul keletkezik, megpedig egy un. sokreses interferencia kep. (Magyaran, a szokesi valoszinuseg nem lesz egyforma a kulonbozo iranyokban.)
"Mi van a foton impulzusával? Egyáltalán a foton gömbhullámszerűen terjed, vagy van valamilyen irányultsága? Milyen messze lehet a két rés, hogy interferencia jöhessen létre? "
A foton impulzusat majd akkor eszleljuk, amikor elnyelodik. (Persze, ha nagyjabol tudjuk, hogy milyen iranyban sugaroztuk ki, akkor mar addig is tudhatunk rola valamit.)
A terbeli es idobeli koherenciahosszak hatarozzak meg, vagyis hogy mekkora terbeli es idobeli tartomanyra terjedt szet a foton. Adott hullamhossznal ez a hullamhossz es a periodusido valahanyszorosat jelenti. Minel nagyobb ez a szam, spektralisan annal tisztabb a feny (annal egyszinubb). Lezerrel akar millios szamok is produkalhatok, vagyis olyan interferencia-kepes hullam, amely mondjuk a mikronos nagysagrendu hullamhossz mellett meteres nagysagrendu interferencia tavolsagot is lehetove tesz. Termeszetesen egy ilyen interferencianal a feny elnyelodese mar legalabb annyi ideig eltart, mint ami alatt a feny megteszi azt a meteres tavolsagot.
************
"A fotont nem célszerű úgy felfogni, mint egy ténylegesen szétterjedő anyagot, ami valahol összeugrik mikor benyeli mondjuk egy elektron. "
Igazabol hasonloan erdemes. Csak eppen nem pillanatszeru osszeugrassal, hanem folyamatos elnyelodessel.
Valszinu ott a baj ,hogy az ember ha megkerdezik az anyag kettos termeszeterol hasonlatokat probal keresni.De ehhez tenyleg nincs semmi hasonlo dolog ,semmi hasonlo tapasztalat .Legegyszerubb azt az alapszabalyt szem elott tartani,hogy amit nem merunk az nincs.Csak akkor van interferencia ,ha nem mertuk meg merre ment a foton,kovetkeztetes: nem volt 'palya'.Nincs ilyenkor ertelme annak a kerdesnek ,merre ment a foton.
Nem hinnem hogy barmilyen kepet is ra lehetne huzni a kettossegre , olyan amilyennek merjuk.
"mi van, hogyha nem két rést használok, hanem az egyetlen fotont körbeveszem egy gömbbel, amin rengeteg rés van. Ilyenkor hol keletkezik az interferencia kép?"
Mit kell azon érteni, hogy "az egyetlen fotont körbeveszem egy gömbbel"? Ez a kép maga olyan, amiből nem lehet kiindulni, mert valami olyat sugall, ami ellentétes a valósággal. Azt sugallja, hogy van egy gömbszimmetrikus valami, ami a semmiből származott de ismert helyről és időpontban, és be tudom keríteni.
Egy _fényforrás_ köré tehetek gömböt, ilyen egy csomó csillár. :-)
Komolyan, ezzel semmi probléma, a rések geometriájából minden elvi probléma nélkül (programmal meg erőből is) kiszámolható az interferenciakép. Nem értettem meg, mi ezzel a problémád.
"Mi van a foton impulzusával?"
Van neki. Néha tudjuk mennyi, máskor meg nem. Ha tudjuk, pl. két csatolt fotont bocsátott ki valami és az egyiket elkaptuk és megmértük, akkor tudjuk mit visz a másik. Ilyenkor annak a befogási valószínűsége már nem gömbszimmetrikus, tudjuk merre megy. Nem vonalszerűen, mert nem végtelen a pontosság, de lehet egy keskeny kúpszerűség. A polarizációját is tudjuk, ha a párjáét mértük.
"Milyen messze lehet a két rés, hogy interferencia jöhessen létre?"
Akármilyen messze, persze a valószínűség lehet kissé alacsony...
Hogy gyakorlati példát is mondjak, a nagy rádiótávcsövek szögfelbontását azáltal növelik, hogy összekapcsolnak a Föld távoli pontjain levő vevőket. Ez bizonyos értelemben inetrferencián alapul, külön szépsége, hogy az "interferenciakép" nem úgy direktben jön létre be mint mondjuk lézerrel a papírlapon, hanem mikor utólag feldolgozzák a vett jelek fázis-amplitudó függvényeit. A számítógépben, utólag, a feldolgozás során interferálnek. Nem vicc, szó szerint... :-)))
"Szerintem itt lenne az ideje, hogy perdöntő kísérletek tucatjaival gyózódjünk meg arról, hogy a relativitás elmélet és a kvantummechanika józan észnek ellentmondó világa a helyes nézőpont-e"
Ennek inkább úgy 100 éve volt itt az ideje, a kísérleteket elvégezték, a dolog eldőlt. Ez nem olyan mint a politika, a NSZ ezt írja, a MN az ellenkezőjét, és mindenki azt hiszi el amelyik jobban tetszik.
Minden kísérletet rendesen dokumentáltak, legtöbbet számos helyen megismételték. Ha valami nem stimmelt, kibukott.
A dokumentáció rendelkezésre áll, a kivonat általában a neten is. Friss anyag esetében a részletekért meg lehet keresni a kutatókat emailben, általában örömmel küldenek másolatot - érdekük az idézettség. Mondjuk 100 éves anyagokért már általában fizetni kell valamelyik adattárnak.
Technikai eszközök tömkelege működik kvantummechanikai alapon. Lézer, az összes félvezető, az alagútdióda mint különösen tiszta példa stb.
A specrel pl. a GPS rendszerben a számítási módszerek alapja, nem valami ködös tudósok elborult mesterkedése hanem maga a szoftver ilyen. Így számolnak a rutinok a holdakban. Működik a rendszer.
Még ennyire se kell messze menni, a színes TV képcsövében az elektronsugár sebességét relativisztikusan kell kiszámolni, 10% nagyságrendben tér el a sebessége a klasszikus számoláshoz képest, ahol nem veszik figyelembe a tömegnövekedést...
Természetesen rengeteg a nem lezárt kérdés, hiszen felvetődtek újabb problémák, és ezekre keresik is a választ. De hogy most kellene eldönteni saját kísérletekkel, hogy van-e ezekben egyáltalán valami, vagy mindenki téved, hülyeséget beszél, ködösít vagy összeesküvés részese, az azért elég nevetséges.
Lehet, hogy az alapvető elméletek helyett lehet jobbat találni, de az nem ugyanaz, hogy döntsük már el, hülyeség-e az egész, hiszen "ellentmond a józan észnek". :-)
A kísérletek technikai feltételei annyit javultak, hogy egészen alapvető kísérleteket meg lehet csinálni otthon, egy középiskolában pedig meg is kellene, egyetemen meg mindenképpen. Más kérdés, hogy részben anyagi okból, részben a rossz módszertan miatt ezt nem teszik. Így fordulhat elő (meg a politikában szokásos köd révén), hogy a tudomány iránt egyébként érdeklődő emberben egyáltalán felmerülhet, hogy a kvantummechanika teljesen alaptalan... :-)
A fotont nem célszerű úgy felfogni, mint egy ténylegesen szétterjedő anyagot, ami valahol összeugrik mikor benyeli mondjuk egy elektron. Van egy hullámszerű tulajdonságokkal bíró valószínűsége annak, hogy hol fog bevágni, aztán ha valahol megteszi, nem ugrik össze semmi, hanem a továbbiakban értelmetlenné válik a valószínűség.
A lottóban húzás előtt millió embernek van esélye nyereményre. Húzás után ez eltűnik. Hirtelen, mindenkinek eltűnik, aki rosszul tippelt...
A kvantumvilág megismeréséhez elsőként talán a Stern-Gerlach típusú kísérleteket érdemes megnézni, mióta Si egykristályból tudnak interferométert csinálni, nagyon tiszta formában végezték el az alapvető kísérleteket.
A Bell egyenlőtlenségeket is mindenképpen érdemes megérteni.
A kádas hasonlatodat tökéletesnek tartom abban az értelemben, hogy elképzelhetővé teszi azt, hogy hogyan is működhet a hullámszerű terjedés, és a kvantumos energiacsere. A problémám ott van, hogy elképzelek egy Világegyetem méretű egyfotonos interferencia kísérletet, amelyben az egyetlen foton önmagával interferálva fénysebességgel kitölti a teret, majd valahová (persze úgy, hogy fénysebességgel elérhesse a foton) elhelyezek egy detektort, és a Világegyetemnyi térben szétszórt energia szinte egyetlen pillanatban, és szinte egyetlen pontban koncentrálódik. Furcsa, hogy a foton terjedésére érvényes a fénysebesség korlát, míg az energiacsomag pillanatszerűen megjelenhet akárhol. Így már azt sem tudom, mi is terjed fénysebességgel, mert úgy tűnik, hogy nem az energia, hanem csak az energiacserére való képesség. Sőt ebben a képben már a fény egyenesvonalú terjedését sem tudom hová tenni, mert itt aztán semmi nem terjed egyenes vonalban. Hacsak sok foton átlagban nem produkál valami egyenes fénysugarat.
Azt sem tudom, mi van, hogyha nem két rést használok, hanem az egyetlen fotont körbeveszem egy gömbbel, amin rengeteg rés van. Ilyenkor hol keletkezik az interferencia kép?
Mi van a foton impulzusával? Egyáltalán a foton gömbhullámszerűen terjed, vagy van valamilyen irányultsága? Milyen messze lehet a két rés, hogy interferencia jöhessen létre?
Elnézést, ha a kérdéseim esetleg zavarosra sikerültek, de most olyan vagyok, mint egy újszülött, akinek mindent előlről kell összeraknia, hogy valami konzisztens elképzelése legyen a valóságról...
Az 1-fotonos interferencia miért mondana ellent a józan észnek? (Emlékszel a kádas hasonlatomra? Az 1-pohár víz is hullámozhat össze-vissza a kádban, interferálhat is, hiszen nem a terjedése a részecskeszerű (erősen lokalizált), hanem az, hogy a vizet pohárral (azaz egy "kvantálóval") merjük ki és be a kádba!)
Azt hiszem, itt véget érnek az érveim. Sajnos az a probléma, hogy ha igazán szeretnék előbbre lépni a dolgok megértésében, akkor saját magamnak kellene kísérleteket végeznem. Ugyanis az, amit olvasok a ténylegesen vagy állítólag elvégzett kísérletekről csak eddig a pontig elég. Az igazi az lenne, ha magam is elvégeznék jópár egyfotonos kísérletet, és akkor tényleg elhinném, amit ezekről a kísérletekről írnak. Sajnos amit ezekről olvasok, annyira ellentmond a józan észnek, hogy néha nem tudom csak megvezetnek-e ezekkel a "pletykákkal", vagy tényleg ilyen a világ. Ez a hobbi szinten űzött tudomány korlátja: szeretném racionálisan megérteni a jelenségeket, és racionális érvekkel vitatkozni, de a közölt kísérleti eredmények mondjuk az egyfotonos interferenciáról számomra racionálisan feldolgozhatatlanok. Így végül érvek nélkül maradok, és kísérlet híján itt egy falba ütközöm.
Szerintem itt lenne az ideje, hogy perdöntő kísérletek tucatjaival gyózódjünk meg arról, hogy a relativitás elmélet és a kvantummechanika józan észnek ellentmondó világa a helyes nézőpont-e, - ekkor viszont tényleg nincs helye a racionális vitáknak, csak a matematikai levezetéseknek és a méréseknek - vagy mégis vissza lehet tenni a józan ész vezérelte érvelést arra a polcra, ahonnan leesett, és akkor továbbra is lehet érvekkel vitatkozni. Sajnos amíg ezek a perdöntő kísérletek hiányoznak, addig csak szemlélődhetek, és néha bizony elveszettnek érzem magam...
Köszönöm a pontosításokat, és örülök, hogy a véleményedet megismerhettem a valódi véletlennel kapcsolatban is. Továbbra is figyelem a topikot, mint az egyik legszínvonalasabbat a Tudomány fórumon.
"mert amikor a kiserletben az atom kibocsatja a fotont, akkor kozben megmarad hullamnak es nem omlik ossze a hullamfuggvenye (nem lokalizalodik). Ezzel szemben mikor az erzekelokbe becsapodva az erzekelovel kolcsonhatasba lep (most tegyuk fel, hogy elektromagneses modon), akkor viszont lokalizalodik. "
Kisugárzásnál természetesen a kezdő helyzet a lokalizált, elnyelésnél meg a végső. A kisugárzás és az elnyelés között (a terjedés során) nincs pontos lokalizáció, hanem akkor van az interferencia. A kisugárzás és az elnyelés is szükségképpen olyan, hogy egy másik fizikai mező is a kölcsönhatás résztvevője. Ezért mondhatjuk, hogy a kvantáltság a különböző fizikai mezők kölcsönhatási mechanizmusára jellemző - ha nem is ismerjük ennek részleteit.
"Én úgy tudtam, hogy az elektromágneses hullám minden kvantummechanikai "bűvészkedés" nélkül egyszerűen a Maxwell egyenletekből is kijön, és itt a hullámnak mind az elektromos, mind a mágneses komponense időben és térben determinált, sőt műszerekkel mérhető, szemben a "valószínűségi hullámokkal" amiknek az amplitúdóját közvetlenül mérni nem lehet, és determinisztikus jellegről szó sincs, úgyhogy szerintem teljes jogos az elvárásom, hogy élesen meg kell a kettőt különböztetni."
Sajnos az elvarasod hiaba jogos, es bar az ervelesed tokeletes, de a tenyek ellentmondanak neki.
Ami a Maxwell egyenleteket illeti azok tenyleg determinisztikus kepet festenek elenk. De pont ezet nem is helyesek, ha ilyen kemenyvonalas nezopontbol nezzuk oket.
Akkor viszont hogyan helyesek?
Nos a gyakorlatban mikor MERJUK az elektromagneses hullamot (ahogy irod), AKKOR azert latszik determinsztikus hullamnak MERT NAGYON SOK FOTONBOL ALL, es ezek valoszinusegi jellege a NAGY SZAMOK TORVENYE MIATT 'kiutik egymast'. Ekkor teljesen jogos hasznalni egy 'determinisztikus hullam'-kepet 'a la Maxwell'.
De ha az elektromagneses hullam intenzitasa annyira lecsokken, hogy mar csak egy-egy darab fotont mersz, nos akkor mar NEM fogsz ilyen szep determinisztikus mereseket kapni! Hanem nagyon is valoszinusegi eredmenyeket fogsz kapni, a kvantummechanika valoszinusegi leirasanak megfeleloen. Ekkor mar nem lesz jo a 'determinisztikus hullam'-kep, hanem csak a kvantummechanikai 'valoszinusegi hullam'-kep.
Tehat a meresi eredmenyek is azt tamasztja ala, hogy a fotonok igenis "valoszinusegi hullamkent" terjednek. Tovabbi kiserletekkel bizonyitani lehet, hogy az, amit a kvantumfizika a foton "kettos termeszetenek" hiv, korrekt matematikai leirasa a fotonnak. A kiserletek mindig visszaadjak a kvantumfizika ilyen joslatait.
Ami a vitankat illeti:
En azzal nem ertek egyet veled (es lehet hogy itt ertelek felre), hogy kb. azt irtad, hogy a hullamfugveny-redukcio (a lokalizacio) kulonbozo hullamok kolcsonhatasa altal kovetkezik be.
Ez azert nem helyes, mert ez AZT sugallja (szamomra!), HOGY ha pl. egy atom kolcsonhat egy fotonnal: elnyel egy fotont, vagy kibocsat egy fotont -> akkor be fog kovetkezni a lokalizacio (hullamfuggvenyredukcio).
Na hat ez az, ami nem igaz, mert amikor a kiserletben az atom kibocsatja a fotont, akkor kozben megmarad hullamnak es nem omlik ossze a hullamfuggvenye (nem lokalizalodik). Ezzel szemben mikor az erzekelokbe becsapodva az erzekelovel kolcsonhatasba lep (most tegyuk fel, hogy elektromagneses modon), akkor viszont lokalizalodik.
"Én úgy tudtam, hogy az elektromágneses hullám minden kvantummechanikai "bűvészkedés" nélkül egyszerűen a Maxwell egyenletekből is kijön, ..."
Igen, mindez kijön. Viszont a kvantált elnyelődés és kisugárzódás nem. Tehát ez a leírás mégsem teljes.
Másik oldalról viszont a foton, mint kvantumfizikai részecske, pont abban a térbeli és időbeli tartományban interferál (lásd térbeli és időbeli koherencia), amelyben az elektromágneses komponensei nem nullák. Vagyis a kvantumfizikai hullámok kapcsolatosak a szokásos elektromágneses hullámokkal. (Még fáziskapcsolat is van, eltekintve a határozatlansági reláció okozta ingadozástól.)
"... úgy látszik sok népszerűsítő irodalmat olvasok mostanában, és bennem is megragadnak ezek a jól hangzó kifejezések."
Legtöbbször a tankönyvek is így írják (persze nem válik a dicsőségükre).
"... én elképzelhetőnek tartom, hogy valóban létezik valódi véletlen, ..."
Én is úgy vagyok vele, hogy nem akarom megszabni a valóságnak, milyen legyen (:-). Lehetségesnek tartom hogy van, azt is hogy nincs, meg még köztes eseteket is. Praktikusan mindenesetre nagyon jól működik (a jelek szerint) egy olyan elmélet, amely abból indul ki, hogy van valódi véletlen.
Filozófiailag a valódi véletlent számomra 2 dolog teszi emészthetővé:
1.) Az elemek számának növekedésével a konfigurációs lehetőségek száma mindig gyorsabban növekszik, ezért determinisztikus módszerekkel nem is lehetne "igazságosan" választani közülük (:-).
2.) Én speciel észlelek mozgást (talán mások is (:-) ), amit nem tudok maradéktalanul visszavezetni semmilyen nyugvó, magasabb dimenziós térre (ahol mondjuk a múlt és a jövő összes pillanata egyszerre adott lenne). Vagyis van a világban olyan mozgás (változás), ami visszavezethetetlen a nyugalomra, ezért a jövő és a múlt szimmetriája nem lehet teljes. A szimmetriát pedig csak az bonthatja meg, hogy az idő előrehaladtával folyton keletkeznek olyan dolgok is, amelyek korábban nem léteztek. Egy tényleg új dolog viszont nem lehet más, csak valódi véletlen, hiszen a többi dolog következik a múltból. (Mindez összefügg a termodinamikai irreverzibilitással is.)
Én úgy tudtam, hogy az elektromágneses hullám minden kvantummechanikai "bűvészkedés" nélkül egyszerűen a Maxwell egyenletekből is kijön, és itt a hullámnak mind az elektromos, mind a mágneses komponense időben és térben determinált, sőt műszerekkel mérhető, szemben a "valószínűségi hullámokkal" amiknek az amplitúdóját közvetlenül mérni nem lehet, és determinisztikus jellegről szó sincs, úgyhogy szerintem teljes jogos az elvárásom, hogy élesen meg kell a kettőt különböztetni. És valóban DcsabaS_ megjegyzése is ideillik a nyugalmi tömeg hiányáról a foton esetében.
Persze egy mélyebb szinten, én hiszek abban, hogy minden mindennel összefügg, és hogy minden kölcsönhatás és minden létező ugyanannak a dolognak a különböző megnyilvánulás formája (ebben megerősít az annihiláció és a párkeltés jelensége) de az még a jövő zenéje. A fizika jelenlegi szintjén én továbbra is indokoltnak tartom a fény hullám és a részecskék világának éles különválasztását, és semmi esetre sem mosnám össze a kettőt valami homályos, általános kettős természet jelzővel.
DcsabaS_ nek:
Teljesen igaz, pongyolán fogalmaztam a "valószínűségi hullámokat" illetően. Azok abszolút érték négyzete jelenti a valószínűséget, úgy látszik sok népszerűsítő irodalmat olvasok mostanában, és bennem is megragadnak ezek a jól hangzó kifejezések.
Valahol már írtam valamelyik fórumban, lehet, hogy éppen ebben, hogy én elképzelhetőnek tartom, hogy valóban létezik valódi véletlen, és a kvantummechanikában nem kell rejtett paramétereket, vagy hiányzó törvényeket keresni, egyszerűen arról van szó, hogy a megmaradási törvények megadják a kereteket, a mozgásteret, azon belül viszont mindent szabad, és ezen a szinten tényleg az abszolút, tökéletes véletlengenerátor dönt. Ezt az érzésemet talám erősíti az, hogy vannak olyan döntési helyzetek, amikor a legjobb, ha feldobunk egy pénzdarabot. Itt van például az Ethernet hálózat, amiben ha valamelyik állomás ütközést érzékel, akkor az adást egy olyan késleltetéssel ismétli meg, ami véletlen jellegű, így csökkentve az újabb ütközések valószínűségét. Talán a Természet is valami hasonló okból használja a véletlent.
Szívesen olvasnám erről a véleményedet, és persze mindenki más véleményét is.
