Двухщелевой эксперимент и квантовая запутанность

[valeriy]

Чтобы не изменять названию темы, было бы интересно рассмотреть двухщелевой эксперимент в рамках модели Каминского.

Ключевой эксперимент. Мы рассеиваем на щелевом экране частицы поштучно. Коллимация пучка такова, что рассеиваемые частицы падают на экран строго перпендикулярно. Иными словами, слева экрана плоская волна имитирует этот процесс. Импульс падающей частицы есть постоянная Планка деленная на длину волны.

Вопрос первый - как происходит акт движения частицы от источника до экрана?

Так как падающий пучок имитируется плоской волной, то частица, приготовленная на источнике, имеет полностью определенный импульс, направленный на экран. А раз так, то ее положение (в плоскости, мчащейся к экрану) полностью неопределено. Она скачет по этой плоскости как блоха, или не зная ее точного положения, мы ничего не можем сказать, где она находится на этой плоскости?
Почему я употребил фразу "плоскость, мчащаяся к экрану"? Суть в том, что на источнике приготовляются частицы с отличным от нуля импульсом, направленным на экран, а поперечные импульсы равны нулю. Но раз так, то и положение частицы в поперечной к экрану плоскости (уже изначально) неопределено. Иными словами, если представить источник, как протяженную плоскость, параллельную экрану, мы не можем ответить, с какого участка этой плоскости вылетит частица, движущаяся перпендикулярно к экрану.

Вот плоскость, где в каком-то месте пребывает якобы частица, приближается к экрану. В экране все щели открыты.

Следующая группа вопросов: (а) как частица проверяет наличие щелей и их количество (ведь от этого зависит интерференционный паттерн)? (б) а может-быть она никак не проверяет, а как летится, так и летится (как говориться "как Бог на душу положит")? (с) а быть может и нет ни какой частицы и только волна представляет это КМ явление, пока что-то там такое не покажет детектор?

Эти вопросы, возможно, задает исследователь, который верит, что мир материален, и если что-то происходит, то это реально существует и может быть зафиксировано. Но можно допустить и такую версию, что частица "всплывает" над реальностью (уходит в какое-то экстра-измерение) и оттуда "обозревает" физическую сцену. Она единым взглядом оценивает обстановку и понимает, куда ей надлежит двигаться, чтобы в итоге получился бы правильный интерференционный паттерн. Такой взгляд на природу вещей не лишен смысла. Философы и естествоиспытатели времен просвещения, в попытке увидеть глубинный философский смысл в принципе наименьшего действия, также представляли, что бог все хорошо знает и предопределяет движение камня по вполне предрешенной траектории. Судьба сударь, судьба.

Мне сдается, что в попытке ввести скрытое экстра-измерение, в котором, по большей части, пребывает частица, приведет к тому, что на определенном этапе объявится роль "бога, играющего в кости" (оборот, заимствованный у Эйнштейна).

[kaminski]

Так к слову, кое-что интересное:
Величиину 700 км сек можно получить из модели швейной машинки Пипы. Вот смотрите:
Эта величина равна минимальной скорости с которой может двигаться электрон чтобы, делая стежки, он не наскакивал сам на себя в пределах своего электромагнитного радиуса. Время стежка возьмем по Комптону h/mc^2
А электромагнитный радиус e^2/mc^2. Получим скорость e^2/h
В связи с этим предлагается релятивистская теория швейной машинки в которой скорость ограничена как сверху, так и снизу!

[valeriy]

Спасибо Каминский, понятно, что скорость 700 км/сек, на которую указывал Квантовый Ангел, ссылаясь на Козырева, имеет строгое под собой основание.
И как я понял из твоего замечания, ты намекаешь, что Пипина аналогия с швейной машинкой не лишена смысла (с точки зрения Каминского). И челнок в такой машинке движется с этой скоростью, скоростью вращения электрона. В таком случае, где это вневременное экстро-пространство?

[kaminski]

Pipa:

. С одной стороны теория Каминского позволяет найти новую интерпретацию "странному" поведению электронов. Однако порождаемые этим подходом новые проблемы становятся просто ужасными.

Прочтя эти слова у меня просто холодок по спине пробежал!

Например, хотя бы уже тот факт, что экран способен не пропускать через себя электроны в тех местах, где нет в нем щелей. Ведь если электрон носится зиг-загом, то что ему стоит перелететь через экран, не взирая на наличие или отсутствие в нем щелей? Вроде бы ничего не мешает, за исключением того, что ... экран (все составляющие его кирпичики) сам может носиться зиг-загом по всему надпространству  . Мы видим, что в расширенном "пространстве Каминского" поставить электрону заслон становится неимоверно трудно!

Не совсем так. Длина волны электрона весьма мала. То есть, делая зигзаг он возвращается почти, что в прежнюю точку. Поэтому, через толщу экрана ему будет трудно пройти. Я напоминаю еще раз, что моя теория – интерпретация КМ. Поэтому считайте вероятность рассеяния и поглощения по правилам км. Однако, мне хочется думать, что можно придумать некие эксперименты, которые позволили-бы проверить правильность самой интерпретации. Но в этом случае эти эксперименты должны были бы выявить эффекты, которые не описывает КМ. Здесь нет противоречия, поскольку любая теория, будучи моделью, по своей сути имеет пределы в которых она работает.

По-другому дело обстоит с фотоном. Ведь он не залазит в другое измерение и делает эти кульбиты в нашем обычном пространстве. Но я об этом писал в статье.

... Но как только мы признаем одну реальность на всех субъектов, то такая развязка уже не получается, даже если их восприятие окажется полностью независимым. Ситуация в какой-то мере подобна ... сеансу одновременной игры в шахматы  . Тут также партии игроков (субъектов) могут быть независимыми только тогда, когда у каждого из них есть своя шахматная доска (реальность) и свой отдельный набор шахматных фигур. Но как только доска или фигуры становятся общими, то независимость партий сразу же разрушается.
    Поэтому "неполноты" по Каминскому совершенно недостаточно для того, чтобы сделать восприятие субъекта полностью субъективным. Ведь фигуры противника того субъекта Каминский не разделил. Из-за этого неминуемо возникнет корреляция между заключениями (измерениями) разных субъектов, и эта корреляция будет иметь объективный смысл.

Ну и слава Богу! И не нужно его делать полностью субъективным. В природе есть масса объективных явлений. Мы, действительно, играем на одной доске. ЭПР "парадокс" тому пример. Корреляция на самом деле объективна,- один игрок сделал ход и другой это тоже видит. Поэтому, субъективность о которой я говорю, это не индивидуальная субъективность каждого субъекта (это была бы психология), но некая, если можно так сказать, вполне объективная субъективность, обусловленная тем положением вещей, которое я называю физической неполнотой. В контексте Вашей шахматной аналогии, неполнота означает невозможность для каждого из игроков предусмотреть все возможные комбинации на доске. Эта ситуация приводит к некоторой непредсказуемости игры. Без этого не было бы интриги. Мы тоже в нашей жизни сталкиваемся с подобным ограничением. Но это ограничение, в отличие от примера с шахматами, фундаментально. Понимание истоков этой неполноты заставляет нас вводить дополнительные скрытые степени свободы. А отсюда автоматически возникает нелокальность и все прелести КМ, СТО, термодинамики. 

[Pipa]

Величиину 700 км сек можно получить из модели швейной машинки Пипы. Вот смотрите:
Эта величина равна минимальной скорости с которой может двигаться электрон чтобы, делая стежки, он не наскакивал сам на себя в пределах своего электромагнитного радиуса.

    Электрон в любом случае не наскочит сам на себя , поэтому вряд-ли стоит ограничивать "длину стежка" величиной электромагнитного радиуса. Свой хвост ему не догнать . Скорее сам электромагнитный радиус обусловлен неточностью "попадания иголки" в старое место. Ведь согласно Каминскому, частицы не только безмассовые, но и "безразмерные", то бишь точечные.   

[kaminski]

   

Величиину 700 км сек можно получить из модели швейной машинки Пипы....

Электрон в любом случае не наскочит сам на себя

Ну так это почти шутка.  Это просто игра с размерностями. Однако же сама комбинация С₂=e²/h имеющая размерность скорости по всей видимости что-то должна означать. Это как-то связано с постоянной тонкой структуры, которая равна Alfa=C₂/C₁, где C₁ - скорость света.

[kaminski]

valeriy:

Так как падающий пучок имитируется плоской волной, то частица, приготовленная на источнике, имеет полностью определенный импульс, направленный на экран. А раз так, то ее положение (в плоскости, мчащейся к экрану) полностью неопределено. Она скачет по этой плоскости как блоха, или не зная ее точного положения, мы ничего не можем сказать, где она находится на этой плоскости?

Вы пишете – частица, приготовленная на источнике. И в том же предложении вы говорите об определенном импульсе. Это несколько противоречит одно другому. Но не важно. Я понял, что вы имеете в виду. Итак, вы хотите знать, как будет двигаться такая частица согласно моей модели. Попробую ответить. Она будет двигаться по геодезической конфигурационного пространства, образованного системой  – источник, экран со щелями и детектор. Частица в такой системе будет бегать туда-сюда между источником и детектором по всем возможным траекториям. Но это не прыжки блохи. Это детерминированное движение механического осциллятора. Это можно рассматривать, как бильярд. Но не смотря на детерминизм, вследствие неполноты, мы не сможем указать где находится частица в данный момент времени. То есть фаза (механическая фаза движения) частицы скрыта для наблюдателя. В КМ в этом случае говорят о неопределенности фазы волны. Если речь идет о тяжелых частицах, то это движение нужно рассматривать в пространстве с дополнительным измерением. Поэтому, проще рассматривать фотоны. В прошлом номере журнала в статье "Интерпретация экспериментов с фотонами в терминах субъективной физики" я рассматривал разные ситуации с фотонами. Итак, Частица движется со сверхсветовой скоростью, но наблюдатель на время ее марш-броска от детектора к источнику и обратно, как бы теряет сознание. А, когда снова приходит в себя, то видит, что частица сдвинулась ровно на одну длину волны. Таким образом, видимая скорость оказывается досветовой.   Наблюдать эту частицу можно будет только в определенных областях пространства, определяемых соотношением частот наблюдателя и частицы и фазовыми соотношениями. Это области конструктивной интерференции. Я подозреваю, хотя и не уверен пока, что Бомовские траектории это как раз те траектории по которым движется частица в этом сложном бильярде. На самом деле не стоит ломать себе голову чтобы представить это движение. Для этого есть математика, которая описывает эту ситуацию неким полем A.exp(iwt-kr). Достаточно увидеть, что это описание математически совершенно эквивалентно описанию циклического движения частиц, и что это просто вопрос физической интерпретации. Для математики это безразлично. Но для нас не безразлично какую интерпретацию выбрать. Я выбрал корпускулярную интерпретацию, поскольку вижу, что она позволяет понять КМ. Для прикладных задач это не нужно, но, если хотим двигаться дальше, то природе нужно задавать осмысленные вопросы. А как их задавать, если сформировалась почти религиозная, догматическая вера в истины КМ и ТО. Любая попытка объяснять воспринимается сегодня, как страшная ересь и только отдельные нобелевские лауреаты могут себе позволить порассуждать на эти темы...         

[Любовь]

И как я понял из твоего замечания, ты намекаешь, что Пипина аналогия с швейной машинкой не лишена смысла (с точки зрения Каминского).

ну при чем здесь швейная машинка?
на ее примере можно наблюдать декогеренцию с ее последней стадией - редукцией?
по мне так куда пользительнее понять редукцию в мир плоских человечков, а еще лучше - рекогеренцию из их мира с двумя пространственными координатами в наш - с тремя пространственными координатами, почувствовать этот качественный скачек - плюс всего одна пространственная координата, а так разительно изменяет картину мира...

и если элементарные частицы таки по сути спиноры, то вполне достаточно правила буравчика, чтобы понять, что они движутся не абы как, а сопровождают потоки, которые отчего-то описываются траекториями Бома...
и уже спиноры порождают все то, что их редукцией проявляется массой, зарядом, странностью... т.е. фрагментами потоков и их спиноров...

 математика тем и хороша, что она на раз просчитывает пространства любой мерности и даже можно из метрических пространств переходить в пространства параметров и состояний... вот только так и заблудиться можно...
вот все это и есть Инь-Ян интерпритация, которая в нашем метрическом пространстве выраждается в волновое Инь и структурное Ян... Инь выраждается в поле, а Ян - в корпускулы...
и все это оч долгое время сохранялось в эзотерическом ведомстве

когда я занималась у экстрасенса, которая вытащила меня с того света, со мной занималась женщина, которая могла включать зрение в мире, следующем за нашим по рекогеренции - т.е. ближайшем к нам структурированном тонком плане... тем зрением она видела внутренние органи и блоки, которые нарушали нормальное их функционирование... ее диагноз совпадал и с диагнозами сенсов иной направленности, с и диагнозами медицинскими...
Владимир Травка может опять списать все это на глюки, но это его проблема... главное, что эти глюки имеют практическое применение...

[Любовь]

Люба,когда Виталия с Пипой не ругает,  выдает очень интересные мысли.

и здесь - ругает...
 Ангелу пристало принимать все без редукции...
я просто ставлю диагноз, констатирую факты, проверяю свой нюх...
 должна же я на себя чуток поработать...

[valeriy]

Если речь идет о тяжелых частицах, то это движение нужно рассматривать в пространстве с дополнительным измерением. Поэтому, проще рассматривать фотоны.

Фотоны - частицы с целым спином. Следовательно они подчиняются статистике Бозе-Эйнштейна. Это означает, что в данном состоянии может находиться одновременно множество частиц и отбор частиц каким-либо щупом из области их существования почти не оказывает влияние на состояние Бозе-конденсатного состояния фотонов. Можно представить резонатор, состоящий из двух зеркал, между которыми задано электромагнитное поле (ЭМ поле), длина волны которого кратна длине между зеркалами. Фотоны, существующие в этом резонаторе, ведут себя как волны (безмассовые частицы), описываемые волновой функцией
Е*exp(iwt-kr)+ Н*exp(iwt-kr+pi/2), то-есть электрическое поле и магнитное поле колеблются в поперечном направлении к оси резонатора и оба поля перпендикулярны по отношению друг к другу. Это - результат решения максвелловских уравнений. Здесь на самом деле не возможно сказать, что такое квант ЭМ-поля и где он локализован. Именно потому, что это бозе-частица. Именно поэтому максвелловские уравнения сразу дают волновую форму. И если в данном резонаторе ЭМ-поле существует в форме стоячей волны, которая может быть представлена как две бегущие встречно волны, то можно сказать, что здесь мы имеем дело со своеобразым биллиардом, где одновременно присутствуют частицы бегущие в прямом направлении и в обратном. Но опять же надо иметь в виду, что эти частицы - бозе-частицы и нет возможности различить одну частицу от другой.

Частица движется со сверхсветовой скоростью, но наблюдатель на время ее марш-броска от детектора к источнику и обратно, как бы теряет сознание. А, когда снова приходит в себя, то видит, что частица сдвинулась ровно на одну длину волны. Таким образом, видимая скорость оказывается досветовой.

Что касается фотонов, они не совершают сверхсветовых прыжков, в моменты пока наблюдатель находится в бессознательном состоянии (представляю, как Пипа проинтерпретирует этот момент - мало никому не покажется). Пусть будут частицы, наделенные массой. Как правило эти частицы - ферми-частицы, т.е. частицы с полуцелым спином. Они подчиняются Ферми-статистике и не могут занимать одновременно одно и то же состояние. Поэтому, если между плоским источником и экраном задано поле A*exp(iwt-kr) - плоская волна, описывающая динамику таких частиц, то здесь мы имеем три параметра, а именно, А -амплитуда вероятности, w и k - с точностью до постоянной Планка, энергия и импульс частицы. Ферми-частицы, статистика котрых описываются данным полем, все двигаются по направлению к экрану со скоростью  v=ћk/m, но где они локализованы говорит плотность вероятнсти A². При этом не могут две частицы быть в одном и том же месте, одновременно, если они имеют один и тот же импульс р=ћk. Где, как и каким образом они умудряются прыгать со сверхсветовой скоростью, отсюда я не вижу.

 Я подозреваю, хотя и не уверен пока, что Бомовские траектории это как раз те траектории по которым движется частица в этом сложном бильярде. На самом деле не стоит ломать себе голову чтобы представить это движение. Для этого есть математика, которая описывает эту ситуацию неким полем A.exp(iwt-kr). Достаточно увидеть, что это описание математически совершенно эквивалентно описанию циклического движения частиц, и что это просто вопрос физической интерпретации. Для математики это безразлично. Но для нас не безразлично какую интерпретацию выбрать.

Согласен, в данном случае бомовские траектории исключительно тривиальны - все они направлены от плоского источника к экрану. Можно заметить, что от экрана есть еще и отраженная волна В.exp(iwt+kr). В таком случае в этом биллиарде существуют отраженные частицы, плотность вероятности обнаружения которых есть В². При идеальном зеркальном отражении возникает стоячая волна между источником и экраном. Что мы будем при этом наблюдать, если мы имеем дело с ферми-частицами? В данном случае, в пучностях волны может находиться как минимум две частицы - одна со спинов вверх, а другая со спином вниз. Пара таких частиц уже может образовывать бозе-частицу со спином 0. И поэтому возможна дальнейшая накачка ферми-частиц при нагревании источника этих частиц далее. Как видим, в пучностях стоячей волна возникают пары (спин-вверх - спин-вниз) и такой бозе-конденсат можно накачивать далее. Хотя, сторго говоря, здесь надо еще принимать во внимание условие термодинамического равновесия, если в целях накачки мы греем источник. Где, как и при каких условиях здесь частицы могут совершать сверхсветовые скачки я так же не вижу.

[Vitaliy]

Вопрос к корифеям КМ. Вот мы говорим о корпускулярно-волновых дуальностях... Из интерпретаций, копенгагенскую, повидимому, пора отправлять в музей... а ориентироваться на Бома - де Бройля. А надо мной сейчас еще довлеет концепция двухмодельности: физика явления - информированность наблюдателя...

Не отказывая крохотулькам в некоторых колебательных, резонансных свойствах... ну, там... пилот-волна, в том числе... Все-таки хочется думать о них как частицах.

Так вот, в чем, собственно, мой вопрос. Возьмем ЭЛТ, кинескоп. Тем более, цветной. Точность управления лучами - потрясающая: не только выдать нужное число пикселей, но и свести в соседние три луча... обалдеть просто... Так вот, как расчитываются электростатические или магнитные системы отклонения и фокусировки лучей? Сдается мне, что - без услуг КМ...? Просто движение электронов между заряженными пластинами, либо их взаимодействие с магнитным полем разверток. Вроде как волновая функция отдыхает... нервно курит в сторонке?

[valeriy]

Просто движение электронов между заряженными пластинами, либо их взаимодействие с магнитным полем разверток. Вроде как волновая функция отдыхает... нервно курит в сторонке?

Скорость пролета электрона от катода до люминоформного экрана, ускоренная киловольтным напряжением на трубке кинескопа, очень большая. А в согласнии с соотношением неопределенностей, разброс по координатам получается маленьким (значительно меньшим, чем размер люминоформных зерен). В этом случае электрон может быть рассматриваем как точечная частица с большим импульсом и малой девиацией по координатам. В этом случае хорошо работает эй-кональное приближение - приближение квазиклассики. Эй-кональное приближение не противоречит КМ, но согласуется с приближенным решением уравнения Шредингера (пренебрегают малыми членами порядка постоянной Планка).

[Vitaliy]

Валера, спасибо! Правильно ли я понял, что при меньшем напряжении разгона электрон просто начинает проявлять и свой норов - его координаты становятся менее определенными, размытыми в пределах, которые очерчивает волновая функция? Если так - это, чисто по-человечески, понятно.

Это бы и выглядело более-менее естественным проявлением волновой парадигмы. А для интерпретации - вот и было бы хорошо не просто разводить руками - дескать... ну вот так они себя ведут... а получить предметное объяснение возникновению волновых свойств. Сдается мне, что если (и когда) подобное объяснение появится - претензии к интерпретациям КМ иссякнут. Так? Если мы этого не сделаем, мы в свой инструментальный набор объяснений просто допускаем такого непонятного чертика - вещь в себе. Как это предлагает сделать Пипа. Если это принять и расширить границы допустимых объяснений этим - формально мы вопрос закрываем, но на душе кошки продолжают скрести...

И потом не верю я в то, что скрытым переменным на этом уровне пришел каюк. С тов. Бэллом надо разобраться тщательней. Альбертик, пожалуй, зря уступил...

[valeriy]

Правильно ли я понял, что при меньшем напряжении разгона электрон просто начинает проявлять и свой норов - его координаты становятся менее определенными, размытыми в пределах, которые очерчивает волновая функция?

Да, ты правильно понял. При маленьких скоростях (допускается, что электрические и магнитные поля также маленькие, чтобы электрон летел бы в желаемую "точку" на люминоформном экране) он не сможет попасть в желаемую "точку" именно из-за неопределенности в координатах.

Пипа как-то написала программу, вычисляющую траектории частиц при рассеянии на N-щелевом экране. Так вот, если подобрать скорость частицы достаточно большой, она будет лететь почти прямо. А если скорость взять маленькой, ее траектория приобретает волнистость, что проявляется ка бы в ее турбулентном движении.

Альбертик, пожалуй, зря уступил...

Не только Арбельтик уступил, но и де Бройль прогнулся также.

[Vitaliy]

...

Альбертик, пожалуй, зря уступил...

Не только Арбельтик уступил, но и де Бройль прогнулся также.

И Луи тоже?! Ужос!... А ты сам лично - как полагаешь? Есть ли в КМ хоть какая зацепка... для КМГ - квантовой магии - в плане возможности прямого воздействия (или взаимодействия) сознания и материи?

Лично мне глубоко подозрительно, когда в гипотезе, теории оказывается слишком много парадоксов. Парадокс - отсутствие культуры, неряшливость либо в рассуждениях, либо червоточинка в парадигме, теории. А в КМ куда ни копни - парадок-с...