Двухщелевой эксперимент и квантовая запутанность

[Vitaliy]

... Ну надеюсь, ты уж не будешь возражать, если я отмечу твои услуги при написании программы. Могу упоминуть тебя через псевдоним - Пипа.

Будешь уже не первым на этой стезе... Готов поделиться опытом. Только исправь оговорку: не "услуги", а "заслуги". А ник лучше для русского, да, пожалуй, для английского и французского глаза выглядит, конечно, не Пипа, а Pipa.

В списке литературы делаешь, например такую запись с URL-ссылкой - типа

[Pipa, Supernaturality] http://quantmag.ppole.ru/forum/index.php?topic=...

А по тексту вставляешь строгое упоминание, например:

The author of [Pipa, Supernaturality] introduces the notions of weak and strong supernaturality. Weak supernatural phenomena does not conflict with known body of physical laws...

Ну и в конце в экноледжментах тоже вставляешь пару слов со ссылочкой на:

[Pipa] http://quantmag.ppole.ru/forum/index.php?action=profile;u=2

А что делать в подобной ситуации? 
Советский человек с любыми трудностями справится... 

[Quangel]

Ну надеюсь, ты уж не будешь возражать, если я отмечу твои услуги при написании программы. Могу упоминуть тебя через псевдоним - Пипа.

Валер,оставь ребенка в покое, она изо всех сил старается "личную историю" стереть,а ты ее выталкиваешь в декогеренцию окружением. 

[Pipa]

valeriy, в свете вашей последней еще не опубликованной статьи хотела спросить: не интересует ли вас двухмерное преобразование Фурье? Подробнее здесь: http://mathzone.ru/content/view/477/16/
Картинка там тоже очень занимательная:

   Имеет ли смысл поглядеть на трехмерную картину интерференции из Фурье базиса, тоже трехмерно, как на рисунке?

[Pipa]

    А это получится, если применить двухмерное FFT к 5-щелевой интерференционной картине.





В реализации алгоритма FFT2, по-видимому, допущена ошибка - преобразование считают законченным на этапе получения "бабочки", когда левая и правая части массива данных оказываются симметричными друг другу (точнее говоря - комплексносопряженными). Таковы уж издержки основного FFT-алгоритма. Правильно было бы правую часть удалить, но этого не сделали. Видимо берегут ее для обратного FFT. Но в данном случае издержки очевидны - у "бассейна" появились противоположные борта. Правильная картинка должна составлять четвертушку от той, что изображена на нижнем рисунке. "Дно бассейна" соотвествует максимальной частоте, а "борта" - минимальной. Нулевую частоту (постоянную составляющую) я обнулила, т.к. она непомерно велика и портит картину.     

[Pipa]

   Посмотрела на двумерное FFT самых разных случаев интерференции и обнаружила, что по результам они между собой не отличаются . И лишь только через некоторое время сообразила почему: на картинке по вертикали строится модуль частоты, т.е. ее амплитуда. А частотный спектр у всех вариантов почти одинаков. Суть же интерференции видимо состоит в том, что здесь игра идет не на амплитудах, а на фазах! Тех самых фазах, которые на амплитудном графике не видны.
   Выходит так, что интерференция в каком-то смысле представляет собой нарушение "синхронного" изменения фаз, когда фазы следуют "вразнобой", вызывая тем самым в одних местах сгущения, а на других разряжения. Можно сказать, что интерференция - ... фазовая буря .     

[Vitaliy]

Помнится, ты где-то обмолвилась, что работа с подобными графиками подвигла тебя на некие философские... а может и интерпретационные обобщения... Как там на этом фронте?

[Pipa]

Интерпретационные обобщения прочтете в статье valeriy, которая выйдет в следующем номере журнала "Квантовая магия" .

[valeriy]

Интерференционный паттерн возникает в результате сдвига по фазам между, сходящимися на детектор, волнами. В случае интерференции в дальней зоне такой сдвиг по фазе двух волн иллюстрируется на рис. 1 (в готовящейся к публикации статье). Это есть прекрасная иллюстрация, часто используемая в литературе.

[Vitaliy]

Интерпретационные обобщения прочтете в статье valeriy, которая выйдет в следующем номере журнала "Квантовая магия" .

Валера! Ты в курсе того, что будет в себя включать твоя будущая статья? Я так понимаю, что либо Пипа тебе передала свои соображения, либо она от них отказалась, признав твои более весОмыми. В общем... кель дифферанс, как сказал бы Кирилл... Буду с интересом ждать... 

[Pipa]

Валера! Ты в курсе того, что будет в себя включать твоя будущая статья? Я так понимаю, что либо Пипа тебе передала свои соображения, либо она от них отказалась, признав твои более весОмыми.

   Конечно же Валерию известно, что будет включать в себя его статья, поскольку эта статья им уже написана . И даже дважды побывала у меня на "редакторской" правке, которая в основном ограничилась оформительской, грамматической и орфографической стороной дела. В концептуальную сторону я не лезла и каких-либо своих замечаний по этому поводу не высказывала. Тем самым я дистанциировалась от выводов, к которым пришел Валерий, полагая нецелесообразным вырабатывать с ним общий консенсус.
  Таким образом, Валерий мне свои соображения передал, а я ему свои нет . Отчасти это вызвано тем, что во взглядах мы с ним по многих вещам расходимся. А в таких случаях будут лучше, если Валерий выразит свою точку зрения, не оглядываясь ни на меня, ни на кого-то еще.
   Тем не менее, частично мнение Валерия я разделяю. В частности касаемо единства траектории движения частицы. Т.е. так же как и он, отрицаю проявление в этом явлении телепортации, размазывание частицы по всему объему или одновременное ее присутствие во многих местах сразу. В этом отношении взгляды "а ля Каминский" мы в один голос отрицаем. Но не потому, что взгляды Каминского так уж плохи (лично мне они даже нравятся), а лишь только потому, что результаты численного эксперимента говорят не в их пользу. Здесь наблюдаются строгое проявление закона сохранения плотности, которое необъяснимо с позиций жития частицы в высших измерениях, гостящей в нашем пространстве лишь по праздникам (эффект стробоскопа).
    Мне интересна аналогия со сверхтекучестью, использованная Валерием, хотя данных, явно подтверждающих этого, нет. И более того, поведение ОТДЕЛЬНЫХ частиц, с моей точки зрения, не может апеллировать к свойствам квантовой жидкости. Но весь писк идей Валерия в общем-то не в том, что квантовой жидкостью являются пролетающие через щели электроны или нейтроны, а ... сам вакуум! Валерий полагает, что уже сам по себе установленный экран со щелями (еще до запуска каких-либо частиц!) уже нарушает (реструктуризирует) структуру вакуума, расположенного за ним, тем самым заранее определяя вероятности еще не осуществившихся событий. Я по понятным соображениям эту точку зрения не разделяю. По моим представлениям, если вакуум (среда) и играет в данном численном эксперименте какую-либо роль, то эта роль исчерпывается эффектом уширения гауссового пакета (сигма), который у Валерия линеен относительно времени. Такое уширение, можно сказать, привнесенное искусственно, действительно можно списать на влияние среды (или того же вакуума), вызывающее "естественное" рассеяние частиц в тангенциальном направлении относительно вектора их движения. Однако считать, что в уравнении Шредингера или его Бомовской форме записи где-то в скрытом виде учтены свойства вакуума, на мой взгляд, абсурдно.
   С философской точки зрения, уравнение Шредингера находится в родстве с ... нормальным распределениям Гаусса (не хочется вспоминать ассоциации, постоянно приводимые на этом форуме Любовью ). Родство тут таково, что объект с нормально распределенным параметром тоже заранее "не знает" в какую точку распределения он угодит по результатам измерения. И в этом смысле он тоже как бы "движется" к своему месту на гауссиане по бомовской траектории. Т.е. он точно также не размазывается по всем возможным вариантам, а, в полном согласии с законами теории вероятностей, "выбирает" себе на место и там "приземляется". Если же мы имеем некий процесс, состоящий в том, что со временем среднеквадратичное отклонение (сигма) увеличивается, то в некоторых случаях мы имеем возможность сделать промежуточные измерения, которые могут коррелировать с конечным измерением.
   Поясню свою мысль на наглядным примере. Пусть у нас имеется целый ящик с отборными помидорами . Отбирали их специально так, чтобы у всех у них "показатель" свежести был одинаков в пределах погрешности измерителя. За неимением лучших измерителей можно использовать экспертную оценку "на глазок", поскольку конечный результат мы будем мерить точно также. И вот лежат наши помидоры при комнатной температуре день, два, неделю, полмесяца, месяц... и начинают портится. Ежедневная проверка состояния помидоров покажет не только то, что со временем их качество начинает ухудшаться но и то, что увеличивается разброс в значениях! Т.е. то самое среднеквадратичное отклонение от среднего. Если в начале они были для нас одинаковыми, то теперь это уже не так. К тому времени, когда около четверти всех помидоров будет признано испортившимися, мы обнаружим в ящике некоторое количество не только еще съедобных, но и достаточно хорошо сохранившихся.
   Тоже самое происходит и картофелем при длительном хранении. Который, кстати, время от времени перебирают, удаляя гнилой. Вот эта самая операция сортировки картофеля или помидоров в данном случае для нас особенно важна! Целесообразность такой сортировки проистекает из того многовекового человеческого опыта, что, несмотря на вроде бы случайный (вероятностный) процесс порчи картофеля (тут заранее мы действительно не знаем, какая картофелина протянет дольше, а какая нет - иначе бы мы отбраковали короткоживущую еще на стадии закладки на хранение), никогда не бывает так, чтобы гнилая картошка со временем "исправилась" . Более того, если мы в какой-то момент времени рассортируем хранящийся картофель две половины - одну лучше сохранившуюся, а другую хуже, то к следующей проверке у той части, что "похуже", будут гораздо большие шансы перейти в категорию "очень плохой", чем из части, ранее признанной "хорошей".           
    Таким образом, приведенный мною наглядный опыт, позывает, что с увеличением срока хранения разброс в сортности картофеля или помидоров возрастает, подобно тому, как это происходит при дифракции частиц. При этом можно сказать, что каждая конкретная картофелина движется в пространстве состояний по своей траектории, последовательно переходя из лучшей категории качества в худшую. Однако расщепление их траекторий, как правило, бывает заметно уже на ранних этапах, задолго до того, как весь картофель сгниет. Если искусственно центрировать среднее качество картофеля при каждой последующей проверке на абстрактном месте "среднее качество", то окажется, что одни картофелины отклоняются от прямолинейной траектории движения влево (долгоживущие), а другие вправо (короткоживущие). Причем, в общем-то, эти траектории не пересекаются, отражая ту идею, что более здоровая картошка имеет и большие шансы, чтобы пролежать дольше, чем больная. Но даже если имеются исключения из этого правила, то они не больше, чем в статье у Валерия на рисунке номер 7 .
    В данном случае вакуум является лишь той средой, в которой ... портится картошка . Т.е. точно так же его влияние ограничивается самим процессом "расслоения", но не предписывает какой картофелине сколько жить. А вот Валерий, по-видимому, считает наоборот . И, на мой взгляд, уж ни в какие ворота не лезет утверждение Валерия на то, что вакуум сообщает частице вращательный момент со ссылками на торсионные поля и цитаты из Шипова. Мои возражения здесь того плана, что вращательный момент электрона и нейтрона строго квантован, а получение целого кванта вращательной энергии противоречило бы законам сохранения (энергии и вращательного момента). Кроме того, такая избирательность вакуума лежит за границами научной фантастики . Эта позиция Валерия может быть отвергнута уже на том основании, что можно поставить еще один экран, перпендикулярно первому. Или расставить много экранов, подобно сторонам многоугольника, так чтобы образовать внутри него арену, где будет происходить интерференция. Легко убедиться, что влиять на эту картину будут только щели на том экране, через которые пролетают частицы, а "фальшивые" экраны с иным расположением щелей на эту картину влияния не окажут. Когда как, если следовать духу заключений Валерия, "структуру вакуума" должен изменять стоящий экран сам по себе.

[Vitaliy]

... Таким образом, Валерий мне свои соображения передал, а я ему свои нет .

Спасибо за прояснение ситуации и вообще за подробный и обстоятельный ответ. А то прошлый постинг у меня вызвал некоторое недоумение... - поскольку таким образом отмахиваться от обсуждения интересных вопросов было бы нелогично - на тебя не похоже.

... будут лучше, если Валерий выразит свою точку зрения, не огладываясь ни на меня, ни на кого-то еще.

Конечно! Мы ж для того здесь преимущественно и собрались, а не для легких покусываний собеседников за задницы, чем грешат некоторые наши собеседницы... Которые больше всего опасаются, как бы их не построили и не призвали к порядку. Ну... это кому что больше интересно...

... отрицаю проявление в этом явлении телепортации, размазывание частицы по всему объему или одновременное ее присутствие во многих местах сразу.

С телепортацией, которая понимается в рамках EPR-сюжета, я думаю, давно пора завязывать. Фуфло это. Никаких сверхсветовых перемещений материальных объектов или передачи информации не установлено, хотя бы пока...

А вот касательно ее движения от излучателя... Кстати... вот гляньте http://en.wikipedia.org/wiki/Double-slit_experiment - выходит копенгагенский принцип дополнительности приказал долго жить:

It should also be noted that in these experiments both particle-like and wave-like phenomena are observed within one experimental arrangement (for instance, Tonomura's Video clip 1[2]), thus making obsolete the notion of particle-wave complementarity.

- что хорошо согласуется с интуитивным представлением: грубым измерителем вносятся такие искажения, что о свойствах измеряемого объекта и говорить стремно... А если поаккуратней подойти - обнаружишь и корпускулярность и волновидность... Получается, что мы можем рассматривать опыт со щелями полностью в терминах пролета частиц. Будет очевидно, через какую щель она пролетела. А на экране получим простую сумму попаданий с двумя горбами. Это означает, что мы так сконфигурировали экспериментальную установку, что волновые свойства частицы просто грубо задавлены.

А теперь постараемся минимизировать измерительное воздействие на частицу - вообще уберем детекторы... Частицы будут лететь как частицы, но при этом они испытывают еще какие-то колебания в поперечной к траектории полета плоскости. В результате, возможно, появляется эта замеченная вами бомовская болтанка. А частицы, налетая на края щелей будут отражаться от них по-разному, с разными фазами, что и создает интерференционный паттерн. Он возможен только в условиях полной симметричности установки и отстутствия каких-либо рассинхронизаций.

Вон же ребята с молекулами фуллерена баловались - стали их поджаривать лазером. Картинка-то и поплыла: нагретые молекулы напрочь выбивались из общего гармоничного ритма полета - и интерференция пропадала.
Так или не так?

... Здесь наблюдаются строгое проявление закона сохранения плотности, которое необъяснимо с позиций жития частицы в высших измерениях, гостящей в нашем пространстве лишь по праздникам (эффект стробоскопа).

Как это, как это, как это? Что за высшие измерения? Их еще у нас нехватало...

... Валерий полагает, что уже сам по себе установленный экран со щелями (еще до запуска каких-либо частиц!) уже нарушает (реструктуризирует) структуру вакуума, расположенного за ним, тем самым заранее определяя вероятности еще не осуществившихся событий. Я по понятным соображениям эту точку зрения  не поддерживаю.

Действительно... как это "за ним"? Пусть бы он менял вообще структуру вакуума симметрично. Хотя это и выглядит нетривиально. Тут бы надо было экспериментик замутить... поставить экранчик, а вокруг него прощупать конфигурацию вакуума, пуляя, скажем частички параллельно. Да вдобавок поманипулировать материалом экрана: попробовать стальной, медный, фарфоровый... Чтоб никаких побочных эффектов...

... И, на мой взгляд, уж ни в какие ворота не лезет утверждение Валерия на то, что вакуум сообщает частице вращательный момент со ссылками на торсионные поля и цитаты из Шипова. Мои возражения здесь того плана, что вращательный момент электрона и нейтрона строго квантован, а получение целого кванта вращательной энергии противоречило бы законам сохранения (энергии и вращательного момента). Кроме того, такая избирательность вакуума лежит за границами научной фантастики .

Тут мне судить трудно. Война с торсионщиками вон уже сколько десятилетий идет... и до сих пор их напрочь не задавили. Более того, я уже упоминал, есть в Орле такой товарищ - А.В.Бобров, который экспериментально исследует "торсионные излучения", и в описаниях его экспериментов я не увидел пока некорректностей.

Я попытался было на него наехать несообразностями, которые выдавал Акимов на виденном мною с CD выступлении, на что А.В. не стал защищать торсионщину и ответил примерно в таком духе: "Я - практик. У меня установка и результаты. Есть интересные эффекты, которые не объясняются электромагнитной природой излучений (в его случае, лазера). А теоретики пусть выяснют, как это дело объяснить - торсионными полями или как-то еще". Поскольку я высказал некоторый скепсис к чистоте его экспериментов, он предложил мне самому собрать установку и проверить эффект. Вот на этом месте я и обломался...

... Эта позиция Валерия может быть отвергнута уже на том основании, что можно поставить еще один экран, перпендикулярно к первому! Или расставить экраны подобно сторонам многоугольника, так чтобы образовать внутри него арену, где будет происходить интерференция. Легко убедиться, что влиять на эту картину будут только щели на том экране, через которые пролетают частицы, а "фальшивые" экраны с иным расположением щелей на эту картину влияния не окажут. Когда как, если следовать духу заключений Валерия, "структуру вакуума" должен изменять стоящий экран сам по себе.

Вот это похоже на то, что мне выше в голову пришло. Кстати, любопытный эксперимент. Вот только я бы отдал предпочтение не теоретическому обсчету по формулам, а натурному, на реальной физической установке... формальная модель - это же как в борщ - что положишь, то и вынешь...

[OEOUO]

Вона... Пипа, как Чапаев. все объяснила нам на картошке...
На следующую конференцию по ядерной физике она приедет с чемоданом полным картошки и будет говорить что там у неё "доклад".

Эх, жаль вы не видите потоков энергии, которая струится вокруг нас. Одно наблюдение за ними помогло бы понять многое таким умным людям, как вы.
Поведение этих потоков в высшей степени интересное. С одной стороны есть прямолинейные потоки "золотистых" частиц с очень быстрой скоростью, но как бы малыми отрезками, вероятно они , эти отрезки просто видимая часть волны, когда частицы светятся наиболее интенсивно. Вместе с этим можно заметить и более плавное движение и даже хаотическое перемещение световых частиц. как будто под влиянием столкновений. Если учесть что прямые потоки идут одновременно во всех направлениях, то в какой-то момент можно наблюдать частицы как бы плавно двигающиеся, но это могут оказаться и разные частицы с похожим свечением. Глаз не улавливает. С предметами мира происходит примерно такая же история как с поцарапанной конопленкой. На такой кинопленке мы видим изображение преметов и людей но и можем отмечать по царапинам несущуюся ленту, царапины которой вовсе не задевают сюжет фильма и никак на него не влияют. Абсолютно такая же аналогия с тем, что можно увидеть глазами. Только многомерная. Наш предметный мир как бы проецируется на этих потоках энергии. Удивительнее всего в них присутствие одновременно и свехр и малых скоростей. Как то это происходит - наглядно понятно, а объяснить сложно. Но на кинопленке тоже быват царапина или точка перемещается довольно медленно в сторону, наряду с мельканием мелких точечных деффектов.
так и поток пребывает одновременно в нескольких "ипостасях".   

[valeriy]

прекрасно, еще до выхода статьи, началось ее жаркое обсуждение.
Ведь это здорово так как есть возможность послушать, что говорят умные люди и до отправки статьи в редакцию внести дополнительные коррективы в статью.

Фиг Вам! Не дождетесь.  Я не буду вносить существенные коррективы, меняющие выводы в статье кардинально. А теперь приступим к разбору полетов.

Во времена написания уравнения Шредингера, ни Шредингер, ни де Бройль не оперировали вакуумом, как какой-то осязаемой данностью. В те времена ученые находились под шоком от многих шатающихся и обрушивающихся конструкций классической физики, таких как классический эфир. Еще ставились опыты по замедлению света, проходящего через эту классическую среду. Ну а что из себя представляет уравнение, выписанное Шредингером? По сути, это, записанный в математической форме (в форме дифференциальных уравнений в частных производных), протокол описания квантово-механического явления. Протокол включает в себя детальное описание краевых условий, всяких препятствий (экранов со щелями, например), представляемых потенциальными барьерами, зеркал, отражателей, и прочей лабуды. И вот в это пространство погружается частица, которой предстоит пройти бег с препятствиями. Результатом рассмотрения этой ситуации является волновая функция

Ψ(x,t) = R(x,t) exp{-iS(x,t)/ℏ}

Здесь я представил волнвую функцию как произведение двух функций - реальная функция  R(x,t) и мнимая функция exp{-iS(x,t)/ℏ}, здесь i - мнимая единица. Я не буду пускаться в дебри математики, но замечу только, что реальная функция R(x,t) - амплитуда вероятности. Квадрат этой функции, R²(x,t) - плотность вероятности. Вероятности чего? Говорят, что если в окрестности точки х поместить детектор, то в момент времени t, он зафиксирует частицу с заданной вероятностью. Но суть в том, что волновое поле вычисляется заранее, задолго до того, как в какой-то точке х будет помещен детектор.
Вот здесь-то и начинаются спекуляции по поводу того, что волновая функция это одна сторона квантового явления, а когда экспериментатор поместит детектор в точке х, она (волновая функция) может гикнуться в момент t с вероятностью R²(x,t), как только экспериментатор своей мыслью пожелает этого.
Но дело в том, что реальная функция R²(x,t) на самом деле является результатом решения уравнения Шредингера. И ее вид в значительной степени зависит и от краевых условий, и от потенциальных барьеров, нагроможденных в изучаемой области. И именно поэтому я считаю, что эта функция представляет поляризацию среду. Следует заметить, что эта функция подчиняется уравнению непрерывности, уравнение, которое говорит, что в такой среде нет разрывов и она непрерывно деформируется от точки к точке. Что такое эта среда? Это вакуум.

Что касается торсионных полей, я знаю, что их притягиваю за уши, чтобы сказать, что сознание связано с состояниями этого поля. Пусть это будет на совести авторов.

[Pipa]

Что касается торсионных полей, я знаю, что их притягиваю за уши, чтобы сказать, что сознание связано с состояниями этого поля.

   А сознание-то тут каким боком? Может быть вы своим сознанием способны влиять на картину интерференции? Тогда вас в музее надо показывать!

[Quangel]

Поведение этих потоков в высшей степени интересное. С одной стороны есть прямолинейные потоки "золотистых" частиц с очень быстрой скоростью, но как бы малыми отрезками, вероятно они , эти отрезки просто видимая часть волны, когда частицы светятся наиболее интенсивно. Вместе с этим можно заметить и более плавное движение и даже хаотическое перемещение световых частиц. как будто под влиянием столкновений

Это картина твоего личного процесса декогеренции НКИ импринтом,заложенным в подсознание эгрегором нагвализма.
Мистики любой другой эзо-школы видят "тонкие планы" совершенно иначе. Видимо наиболее объективно квантовый домен будут видеть только будущие практики "Квантовой магии"...