Добро пожаловать, Гость. Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.
17 Августа 2022, 11:25:03
Начало Помощь Поиск Войти Регистрация
Новости: Книгу С.Доронина "Квантовая магия" читать здесь
Материалы старого сайта "Физика Магии" доступны для просмотра здесь
О замеченных глюках просьба писать на почту quantmag@mail.ru

+  Квантовый Портал
|-+  Тематические разделы
| |-+  Физика (Модератор: valeriy)
| | |-+  Двухщелевой эксперимент и квантовая запутанность
0 Пользователей и 5 Гостей смотрят эту тему. « предыдущая тема следующая тема »
Страниц: 1 ... 122 123 [124] 125 126 ... 139 Печать
Автор Тема: Двухщелевой эксперимент и квантовая запутанность  (Прочитано 1809120 раз)
Станислав
Ветеран
*****
Сообщений: 867


Просмотр профиля
« Ответ #1845 : 03 Июля 2013, 15:47:31 »

Алисе ничего не стоило установить состав отправления Бобу
я не "состав" имел ввиду, а предмет вашего ответа - сверхскорость:
Сверхскорость здесь лишь кажущаяся
Разумеется, зарегистрировав "у нее (Алисы) осталось на руках", не так уж и сложно вычислить "состав отправления Бобу".
Только "сверхскорость" тут причем?
Если не будет зарегистрировано "у нее осталось на руках" тайной останется и "состав отправления Бобу".
Применительно к КМ: трактовка регистрируемых событий как уничтожение одной квантовой системы и рождение двух требует взаимной сопряженности дополнительных свойств.
Но и только.
Сверхскорости здесь только на кончике языка.
Цитата:
лишь высняет, что ему досталось
об этом и речь.
Регистрируете "что досталось" и на основе взаимной сопряженности дополнительных свойств вычисляете, что "ушло".
Записан
Владислав
Ветеран
*****
Сообщений: 2486


Просмотр профиля
« Ответ #1846 : 03 Июля 2013, 15:48:06 »

Да, но до этого была раздача карт и посылка дошла до обоих. Если алиса не получит свои карты в руки, она не узнает с чем сидит боб. Или ей надо поглядеть что уже есть у боба, и  .. методом исключения узнает, что ей предстоит получить.
Записан

Не сторонник "квантовой магии, психологии и прочих "ква-образований"", не исповедую никакой конкретной религии, не разделяю вселенную на материальное и нематериальное. Ни в коей партии или секте не состою.
Pipa
Администратор
Ветеран
*****
Сообщений: 3608


Квантовая инструменталистка


Просмотр профиля WWW
« Ответ #1847 : 03 Июля 2013, 15:56:04 »

Да, но до этого была раздача карт и посылка дошла до обоих. Если алиса не получит свои карты в руки, она не узнает с чем сидит боб. Или ей надо поглядеть что уже есть у боба, и  .. методом исключения узнает, что ей прдстоит получить.

   Если бы Алиса получила информацию о картах Боба прежде, чем проверила свои, то это была бы обычная передача информации, протекающая со скоростью ее транспортировки через пространство. Очевидно, что в этом случае Алисе не было бы нужды смотреть в свои карты, т.к. о картах Боба она узнала бы из полученного от него сообщения. Но в случае квантовой телепортации Алиса узнает о картах Боба, анализируя свои карты. Из-за чего возникает вполне законное сомнение в том, что какая-либо траспортировка вообще имела место, не говоря уже об оценке ее скорости.
Записан
Станислав
Ветеран
*****
Сообщений: 867


Просмотр профиля
« Ответ #1848 : 04 Июля 2013, 21:49:53 »

так и не дождался возражений на комментарий уважаемой Pipa, хотя традиционно именно здесь ломаются копья. Смысл этих возражений восходит аж к Эйнштейну энд Ко, знаменитому ЭПР парадоксу.  1935 году Эйнштейн вместе с Борисом Подольским и Натаном Розеном написал статью «Можно ли считать квантово-механическое описание физической реальности полным?», в которой описал мысленный эксперимент, который впоследствии был назван парадоксом Эйнштейна — Подольского — Розена.
Записан
Владислав
Ветеран
*****
Сообщений: 2486


Просмотр профиля
« Ответ #1849 : 05 Июля 2013, 09:23:28 »

ЭПР парадоксу.
Он был против голимой веры.
Раз допускается вероятность события (как бы экстрополяция), значит точно знать про него нет шанса и нет шанса события "вычислить"  на "кончике пера". Неполнота знаний (неумение?) добавляется верой - "верой объять" все будущие события. Раз есть ТеоОрия, вера тут как тут.

...сделать описание квантовой механики не вероятностным, а детерминированным — в случае нарушения неравенств Белла такое детерминистическое описание с использованием дополнительных параметров невозможно....

Эйнштейн решительно выступил против «копенгагенской интерпретации» Макса Борна и Нильса Бора, трактующей математическую модель квантовой механики как существенно вероятностную.
Он заявил, что сторонники этой интерпретации «из нужды делают добродетель», а вероятностный характер свидетельствует лишь о том, что наше знание физической сущности микропроцессов неполно


..Постановка экспериментов и проверка деталей идут до сих пор, и по мнению А. Аспе, в конечном счёте должны привести к окончательному эксперименту, не оставляющему никаких «дыр» ..

«дыр» - то, что в этой теоОрии, что зиждется на вере! Теория без практики мертва.

«Можно ли считать квантово-механическое описание физической реальности полным?» Да, можно и никто не запретит. Считать можно всё. Всё что есть и всё чего нет. Считать в попугаях, в удавах и просто так, кусками .. Считать в натуральных числах или мнимых - бумага всё стерпит. Природа от этого усердия досужих не зависит она их, досужих "умников", даже не приметит.

Цитата:
Вопрос: Можно ли считать квантово-механическое описание физической реальности полным?
Ответ: Нет Физики до сих пор не могут понять некоторых вещей. Как например атомы одного вещества разделенные на 30 километров одновременно меняют состояние. Мы похоже в матрице живем.
Смеющийся

в методологии современного физического познания используется три понятия реальности:
  • «объективная реальность» (природа, физический мир),
  • «эмпирическая (наблюдаемая или экспериментальная) реальность» и  
  • «теоретическая реальность» (мир конструктов, теорий и моделей), которые глубоко связаны между собой.
Предпринимавшиеся неоднократные попытки некоторых исследователей сводить понятие объективной реальности либо к данным измерительных устройств как к «последней реальности» (а следовательно, их систематизацию объявлять единственной задачей физики как науки), либо представлять теоретические построения физиков как конструирование этой реальности следует считать несостоятельными.

Лежи на печи, ако Емеля, да и умственно экспериментируй себе на здоровье...
Записан

Не сторонник "квантовой магии, психологии и прочих "ква-образований"", не исповедую никакой конкретной религии, не разделяю вселенную на материальное и нематериальное. Ни в коей партии или секте не состою.
Владислав
Ветеран
*****
Сообщений: 2486


Просмотр профиля
« Ответ #1850 : 05 Июля 2013, 13:07:56 »

ТЕОРИЯ

Первоначальное же значение греческого слова “теория” — это экстатическое, мистическое созерцание, что достаточно прозрачно свидетельствует о генетических связях формировавшегося в античной культуре концептуально-теоретического знания с дотеоретическими архаическими формами сознания.


Цитата:
Лежи на печи, ако Емеля, да и умственно экспериментируй себе на здоровье...
ТЕОРИЯ
            (от греч. theoria  — рассматриваю, исследую), в широком смысле — комплекс взглядов, представлений, идей, направленных на истолкование и объяснение к.-л. явления;

Сфера блоха - геометрическое представление пространства чистого состояния для квантового кубита...
Сфе́ра Ри́мана — риманова поверхность, естественная структура на расширенной комплексной плоскости...
Помимо математики, сфера Римана известна в теоретической физике.

В специальной теории относительности сфера Римана является моделью небесной сферы. Преобразования Мёбиуса связаны с преобразованиями Лоренца, и описывают искажение небесной сферы для наблюдателя, движущегося с околосветовой скоростью.

Преобразования Мёбиуса и Лоренца связаны также со спинорами.
В квантовой механике сфера Римана параметризует состояния систем, описываемых 2-мерным пространством (см. q-бит), в особенности спина массивных частиц со спином 1/2, таких как электрон.
В этом контексте сферу Римана называют сферой Блоха (en:Bloch sphere) и используют на ней координаты «широта-долгота» почти как на обычной сфере, только широту \theta отсчитывают от полюса и делят угол на 2, т. ч. 0<\theta<\pi/2 (см. рис.)
------------

Риман - он геометр или проще сказать - Землемер. Абстрактный хоть, но Геометр! Это фАкт? ФАкт!  (акт - действие, факт - зафиксированное действие).  
Теоретическое Землемерие - вот сфера деятельности Римана, вот что такое сфера Римана, она же сфера Блоха.

Квантовая механика пока тоже просто теория (теоОрия).

Глас божий ?
Тео или део - слово известное.... потому теория это "вероятностная"  :)
Ор - есть ор, говорение, пахота на ниве умствования...  Лежи на печи, ако Емеля, да и ....



Записан

Не сторонник "квантовой магии, психологии и прочих "ква-образований"", не исповедую никакой конкретной религии, не разделяю вселенную на материальное и нематериальное. Ни в коей партии или секте не состою.
Станислав
Ветеран
*****
Сообщений: 867


Просмотр профиля
« Ответ #1851 : 05 Июля 2013, 13:10:40 »

Эйнштейн решительно выступил против «копенгагенской интерпретации» Макса Борна и Нильса Бора, трактующей математическую модель квантовой механики как существенно вероятностную.
Он заявил, что сторонники этой интерпретации «из нужды делают добродетель», а вероятностный характер свидетельствует лишь о том, что наше знание физической сущности микропроцессов неполно
Это всего лишь поверхностная оболочка данного вопроса, бросающийся в глаза дилетантизм, пусть и ученых с мировыми именами, имя не панацея от невежества.
Причем, с обоих сторон, как Эйнштейна с компанией, так и Бора с соратниками.
Эти обе противоборствующие стороны свято веруют в писанную истину в последней инстанции.
Типа:
1. Что существует абсолютное знание, которое может быть сформулировано конечным утверждением в конечной системе понятий (законы природы).
2. Что существует всеведущее лицо (группа лиц), которому уже ведомо абсолютное знание (законы природы).
3. Что есть некий волшебный способ получить полные сведения о состоянии движения всех без исключения тел отсчета в любой момент времени.
4. Что есть некий волшебный способ полные сведения о всех без исключения телах отсчета мгновенно обработать.
5. Что пространство и время являются изначально богоданными сущностями.
Ну и т.д.
Но, помимо этого дилетантского подхода светил прошлого, есть и более глубокое содержание у данного вопроса.
Записан
valeriy
Глобальный модератор
Ветеран
*****
Сообщений: 4167



Просмотр профиля
« Ответ #1852 : 05 Июля 2013, 17:33:11 »

Эйнштейн решительно выступил против «копенгагенской интерпретации» Макса Борна и Нильса Бора, трактующей математическую модель квантовой механики как существенно вероятностную.

Это всего лишь поверхностная оболочка данного вопроса, бросающийся в глаза дилетантизм, пусть и ученых с мировыми именами, имя не панацея от невежества.
Причем, с обоих сторон, как Эйнштейна с компанией, так и Бора с соратниками.
Наука, как планетарное явление, обнаруживает свои исходные зерна, порой уходящие далеко в прошлое. Многие из этих зерен дали хорошие всходы. И теперь человечество пожинает плоды этого обильного урожая. Это и прорывы в освоении воздушного пространства, космического пространства, океанских глубин, невероятные достижения в вычислительной технике. И многое многое другое.

По этой причине развитие научной мысли можно сравнить с таким наглядным процессом, как рост кораллового рифа при благоприятных термальных условиях и омывания океанских волн. Каждый живой коралл продолжает рост, опираясь на фундамент, заложенный предшествующими поколениями. Поэтому опора на достижения предшественников является вполне же естественным процессом в научном творчестве. Именно по этой причине я бы не стал отвергать заблуждения и Эйнштейна и Бора, а лучше бы внимательно проанализировать суть этих заблуждений.

Следует иметь в виду, что их дебаты протекали в момент становления квантовой механики. Это где-то начало 20-го века. В тот момент уже был поставлен опыт Майкельсона—Морли, из которого следовало, что нет эфирного ветра, тормозящего или ускоряющего распространение света. Это, в частности, означало и то, что сцена, на которой протекают и квантово-механические процессы, пуста - абсолютно пуста.  Поэтому первые дебаты о принципах квантовой механики проходили на фоне этого подсознательного положения пустоты пространства, на котором разыгрываются квантовые процессы. Более того, в согласии с принципом бритвы Оккама, было бы глупо подразумевать и еще какие-то глубинные процессы, которые только затеняли бы суть обсуждаемого квантового явления.

Но сейчас, по прошествии такого длительного пути, отмахнуться от этих глубинных процессов было бы не простительной оплошностью. По сути, разговор должен касаться флуктуаций вакуума, на фоне которых и разыгрываются все квантовые процессы. И вот здесь начинаются очень интересные явления. Частица, движущаяся от пункта А (от источника) до пункта В (до детектора) возбуждает в вакууме фейерверк флуктуаций. Которые, в свою очередь, взаимодействую друг с другом (а по сути, интерферируя между собой) способствуют прокладыванию оптимального пути частице от пункта А к пункту В.
Записан
Станислав
Ветеран
*****
Сообщений: 867


Просмотр профиля
« Ответ #1853 : 05 Июля 2013, 19:02:38 »

По сути, разговор должен касаться флуктуаций вакуума, на фоне которых и разыгрываются все квантовые процессы
это еще одна отмазка для всех времен и народов какой раньше было утверждение - все по воле божией или к какой прибег Бор - измерение.
Коралло-рифовское отношение к науке есть одна из тех хронических болезней, что так сильно подтачивает здоровье современной науки. Как бы ни уверяли оптимисты в обильном урожае на деле обилен исключительно промышленный урожай, отнюдь не научный. За последнюю сотню лет не появилось ни одной сколько-нибудь значимой научной теории, стагнацию физики не видит только слепой. И это - прямое следствие взгляда на науку как "рост кораллового рифа". Увы, преемственность стала оковами, а рассуждения  типа "Частица, движущаяся от пункта А до пункта В" заранее хоронят даже иллюзию научного возрождения.
Записан
valeriy
Глобальный модератор
Ветеран
*****
Сообщений: 4167



Просмотр профиля
« Ответ #1854 : 05 Июля 2013, 19:20:51 »

За последнюю сотню лет не появилось ни одной сколько-нибудь значимой научной теории, стагнацию физики не видит только слепой
Гидродинамика, аэродинамика, теория электромагнетизма, в конце концов основы квантовой механики. Все эти теории лежат в основе производства современных машин, будь то подводные лодки, самолеты пятого поколения или компьютеры. Если сказать, что все находки были сделаны методом "тыка", то в самый раз отвергнуть науку, как пустой шлам, и взять на вооружение религиозные догмы. Чего уж ломать голову, побрызгал святой водой и она полетела Смеющийся
Записан
Станислав
Ветеран
*****
Сообщений: 867


Просмотр профиля
« Ответ #1855 : 05 Июля 2013, 23:20:09 »

Гидродинамика, аэродинамика, теория электромагнетизма, в конце концов основы квантовой механики.
список можно было бы и продолжить.
Только, увы, разработаны эти теории были в основе в начале прошлого века.
А прикладное развитие имеет даже ньютоновский универсум и даже сейчас. И еще долго будет иметь.
Если вы думаете, что при разработке конструкций подводных лодок, самолетов любого поколения или компьютеров, даже квантовых, обходятся без ньютоновского универсума, вы фундаментально ошибаетесь. Еще больше вы ошибаетесь, если свято веруете, что подводные лодки, самолеты пятого поколения или компьютеры разрабатываются на струнных теориях или ускорения расширения вселенной.
Вы можете сколько угодно брызгать физику святой водой и лепить нобелевки за новомодные мыслеопыты, на них физика не полетит.
Физика взлетала только тогда, когда от стенаний по поводу отвергания науки как пустого шлама физики переходили к уважительному отношению к достоверным фактам действительности. Именно так имело место быть при становлении самой успешной физической теории - квантовой механики в том самом начале прошлого века. Только отвергнув классическое "Частица, движущаяся от пункта А до пункта В" физика сделала свой революционный взлет.
А здесь и сейчас её пытаются посадить назад, снова и снова навязывая "Частица, движущаяся от пункта А до пункта В".
Увы, как ни брызгай святой водой, "Частица, движущаяся от пункта А до пункта В" не полетит.
Записан
inMatrix.ru
Пользователь
**
Сообщений: 111


Digitalphysics.ru


Просмотр профиля WWW
« Ответ #1856 : 24 Ноября 2013, 02:20:42 »

Квантовая физика как она есть [10:11]

Самой, пожалуй, замечательной особенностью нынешнего периода в истории науки является то, что любые природные феномены
и тайны вселенной становится возможным объяснять доступно и наглядно. То есть понятно даже для детей, что называется.

Речь идет не о том, конечно же, будто все загадки мира уже получили свое полное разрешение (подобная скука, к счастью, нам не грозит
никогда, см. теорему Гёделя о неполноте).

Но отчетливо обозначилось такое – чрезвычайно плодотворное – направление познания, последовательно разрабатывая которое,
ученым ныне удается выстраивать достаточно внятные и адекватные модели для физических явлений практически любой сложности.

Начиная от совершенно непостижимых прежде загадок квантовой физики и вплоть до еще более загадочных тайн в устройстве нашего сознания.

Столь замечательным направлением исследований является, как несложно догадаться читателям КН, научная область под названием
гидродинамика. То есть физика движения жидкостей – с их неисчерпаемым многообразием взаимодействий в форме вихрей, потоков и волн.

Но имеется, однако, у нынешнего этапа научного развития и вполне отчетливая проблема. Гигантскую важность гидродинамики пока что удалось
постичь лишь тем – да и тут отнюдь не всем – из ученых, кто реально изучает данный предмет. Для всех же прочих это по-прежнему «как бы
новость» (которой вообще-то уже больше сотни лет).

Наглядно продемонстрировать эту странноватую ситуацию удобнее всего на примере квантовой физики. То есть самой точной и самой успешной
из всех наук, когда-либо разрабатывавшихся человеком.

Не просто неясно

В истории зарождения и развития квантовой механики имеется один очень важный, но какой-то неприличный, что ли, по своей сути факт.
Который в учебниках и лекциях для подрастающих ученых не то чтобы жестко утаивают, но если и упоминают, то мимоходом
и без подробностей.

Как всем известно, базовая конструкция идей в основе этой науки – как и всех прочих – является аксиоматической. Однако в квантовой
механике, в отличие от остальных наук, уже давно практически не делается попыток к тому, чтобы соотнести фундаментальные аксиомы с нашим
физическим базисом. То есть с теми знаниями и опытом, которые человек черпает из непосредственных наблюдений природы.

Вместо этого принято авторитетно провозглашать, что (а) законы микромира частиц заведомо превосходят обычное человеческое понимание, но
зато (б) корректно описаны фундаментальными математическими уравнениями квантовой физики.

Неприличность данной формулы заключается в том, что с эпистемологической (как выражаются философы науки) точки зрения – и даже с чисто
логических позиций, выражаясь попроще – два этих утверждения находятся во взаимном противоречии друг с другом.

Ведь вся математика создавалась в неразрывной связи с фундаментальными идеями и концепциями человека относительно природы. И если
микрофизика может быть непротиворечиво описана математикой, то почему же, равно логически и непротиворечиво, ее нельзя описать
с помощью наших базовых идей и понятий об устройстве природы?

Ответ научных светил на подобные доводы обычно сводится к тому, что идеи, которые мы используем для понимания мира, являются
классическими, а базовые идеи микрофизики в действительности очень далеки от классических. А потому нет никакого способа для описания
нашего опыта в микрофизике с помощью логически непротиворечивых построений на основе классических концепций…

Ярчайшей иллюстрацией здесь можно считать ситуацию с одним из наиболее знаменитых экспериментов квантовой физики – интерференцию
единичных частиц при их прохождении через барьер с двумя щелями. Или покороче, «двухщелевой эксперимент».

Этот опыт славится как основополагающий, принципиально важный феномен микромира, потому что он дает самую наглядную демонстрацию
одного из наиболее загадочных парадоксов – корпускулярно-волнового дуализма.

Как говорил по этому поводу физик-теоретик Ричард Фейнман, любая другая ситуация в квантовой механике, в сущности, всегда может быть
объяснена примерно такими словами: «Ты помнишь тот эксперимент с двумя щелями? Ну так это такая же штука»… [FLP]

А штука тут, можно напомнить, заключается в следующем. Если в классической физике есть волна, которая движется по поверхности воды и
сталкивается с барьером, имеющим две щели, то по другую сторону барьера – от щелей – расходятся две волны. Там, где гребни этих волн
пересекаются, они формируют еще большую волну. Там, где гребень одной встречается со впадиной другой, вода стоит тихо. В совокупности же
такого рода взаимодействие образует характерную картину или паттерн волновой интерференции.

Далее, если этот же опыт воспроизводить с волнами света, которые падают на экран с сенсорами, регистрирующими «паттерн интерференции»,
то в итоге и здесь получается аналогичная картина. Точнее, ряд перемежающихся светлых и темных полос, отмечающих те места, где световые
волны от двух щелей усиливали или взаимно гасили друг друга.

Поразительная вещь происходит в таких условиях эксперимента, когда фотоны (или электроны, или другие частицы) выпускаются в мишень
со щелями по одной штуке за раз. Если таких снарядов выпущено достаточно много, то наглядно видно, что даже в этом случае – поодиночке
– они в итоге порождают такой же паттерн волновой интерференции на экране.

Этот феномен, собственно, и есть суть корпускулярно-волнового дуализма – когда математика волновой механики объясняет статистическое
поведение движущихся микрочастиц-корпускул.

В знаменитой серии лекций Ричарда Фейнмана, выпущенных отдельной книгой под названием «Характер физических законов», на обсуждение
лишь этого единственного, но принципиально важного эксперимента потрачено 19 страниц. И для того, чтобы донести до аудитории подлинный
масштаб данной загадки, ученый пускает в ход все свое красноречие [FCP]:

Это феномен, который невозможно, абсолютно невозможно объяснить никаким классическим образом. И который находится в самой
сердцевине квантовой механики. В действительности, именно он и заключает в себе главную и единственную загадку квантовой механики…

Даже не думайте задавать себе вопрос “Но как такое может быть?”. Потому что на этом пути вы заведете себя в такие темные заросли,
в такой тупик, из которого никто еще не выбирался. Никто не знает, как такое может быть…

Этот эксперимент «разработан так, что он содержит в себе всю загадочность квантовой механики, чтобы на все сто процентов столкнуть вас
с парадоксами, загадками и странностями природы» на микроскопическом уровне…

Так как же это в действительности работает? Какие механизмы в действительности порождают эту штуку? Никто ничего не знает об этих
механизмах. Никто не может дать вам более глубокого объяснения этого феномена, чем дал вам я. Вот оно, описание…


Не зная конкретного исторического контекста, в котором происходила подготовка данной лекции, трудно сказать, с какой целью Фейнман
с такой подчеркнутой настойчивостью прибегал ко всем этим «шаманским заклинаниям». Да и не так уж это, в общем-то, и важно.

Но безусловно важно то, что за прошедшие после тех лекций полвека ничего здесь практически не изменилось. И все те же самые по сути идеи
– о принципиальной непостижимости механизмов в устройстве микромира – продолжают и поныне подспудно вбивать в головы читателей
практически все учебники квантовой физики.

Точнее, кое-какие перемены все-таки понемногу происходят. Например, нобелевские премии по физике в последние годы начали давать
ученым, которые своими очень тонкими экспериментами наглядно демонстрируют ошибочность той идейной основы – или «дурной философии»,
– что была заложена в базис квантовой теории. (См. материал «Время искать ответы». )

Но куда важнее сейчас кое-что еще. Благодаря другим – пока что менее известным – открытиям исследователей-экспериментаторов, теперь уже
стало совсем просто показать, что все эти «заклинания о непостижимости» – суть неправда. Или иначе – блоки, которые мы сами себе и
поставили на пути познания мира.

Так что на самом деле все эти «таинственные механизмы» вполне можно постичь на базе наших естественных представлений об окружающем
мире. И нет тут для нашего сознания никакого в корне непреодолимого барьера между устройством мира квантового и мира классического.

Другими словами, учеными обнаружены и уже довольно подробно исследованы совсем несложные, в общем-то, эксперименты, демонстрирующие
массу «сугубо квантовых» эффектов – начиная с двухщелевой интерференции – на базе обыкновенных, сугубо классических лабораторных
установок.

Причем все эти опыты, естественно, так или иначе связаны с гидродинамикой.

Танцы на воде



Главными героями этой истории являются Ив Куде и Эммануэль Фор (Yves Couder, Emmanuel Fort), французские физики из Парижского
университета Дидро, которым в 2005 году «почти случайно», по их словам, довелось обнаружить весьма занятный феномен в своих
лабораторных экспериментах.

Феномен этот, вне всяких сомнений, чрезвычайно интересен и сам по себе. Однако, чтобы имелось четкое представление о неслучайности
данного открытия и о том абсолютно органичном месте, которое оно занимает в картине «новой старой физики», надо хотя бы вкратце напомнить
историю предыдущих родственных экспериментов.

Еще в 1881 году (и что интересно, тоже в Париже) скандинавский ученый Карл Бьеркнес потряс научную общественность своими теоретическими
и экспериментальными результатами, демонстрирующими сугубо гидродинамическую природу процессов в основе загадочных эффектов
электричества и магнетизма.

Норвежский математик аналитически показал, а его юный сын (будущий отец научной метеорологии) Вильгельм Бьеркнес с помощью остроумных
и не особо сложных опытов убедительно продемонстрировал, что же в действительности представляют собой абстрактные уравнения
электромагнетизма Максвелла – с позиции наших естественных представлений о природе.

По сути дела, максвелловы формулы оказались красивым и компактным математическим описанием весьма специфических феноменов
гидродинамики для «пульсирующих сфер». Иначе говоря, было показано, что если представлять электрические заряды как осциллирующие
возмущения жидкой среды, то характерные особенности, свойственные физике движения и взаимодействий таких осцилляторов, очень наглядно
– в емкостях с водой или маслом – воспроизводят все важнейшие феномены электромагнетизма.

Увы, в силу множества разных причин (подробности см. тут [44] [45] [53]), мировая наука в итоге проигнорировала и предала забвению столь
замечательное открытие Карла Бьеркнеса, сулившее ясное представление для мутных и по сию пору невнятных основ электричества и
магнетизма. Точнее, результаты Бьеркнеса знают и используют специалисты – в очень узкой области гидродинамики. Но не более того…

Возможно, именно поэтому, когда в середине 1990-х годов физиками-экспериментаторами был открыт новый любопытный феномен под
названием «осциллоны» (см. [43]), то об очень созвучных данному открытию работах Карла Бьеркнеса никто даже не вспомнил. Хотя явно имело
смысл это сделать.

Несложное экспериментальное оборудование для изучения осциллонов – это по сути те же небольшие ванны с помещаемыми в них жидкостями
или сыпучими материалами гранулированной структуры. Но только здесь добавляется еще один важный нюанс – ванну подвергают регулярным
вертикальным колебаниям. И если Бьеркнесам век назад приходилось помещать в жидкость искусственно возбуждаемый осциллятор, то здесь –
под действием вибраций – стабильный «осциллон» теперь возникает сам по себе, как осциллирующее и отчетливо локализованное возбуждение
материала.

Собственно в этом феномене – спонтанное зарождение в вибрирующей среде на редкость стабильных осциллирующих объектов или
сингулярностей – и заключается суть нового открытия. Особо приятно, что взаимодействия таких осциллонов (взаимное притягивание при их
колебаниях в противофазе и взаимное отталкивание при колебаниях в одной фазе) дают и наглядную демонстрацию физики электрических
зарядов, и еще одно красивое подтверждение гидродинамической концепции Бьеркнеса.

Что же неприятно – похоже и тут научное сообщество словно ослепло. И опять категорически не желает обращать внимание на очевидные
взаимосвязи этих простых-наглядных опытов с так и не проясненными по сию пору загадками электромагнетизма.

(В современных школьных учебниках детям как и в XIX веке рассказывают про эти вещи в терминах «силовых линий поля». А студентам в
университетах пытаются привить веру в то, что взаимное притягивание зарядов на самом деле происходит как результат «испускания-
поглощения частиц». Но ни в школе, ни в ВУЗе никто не в силах объяснить «реальную физику» происходящего.)

Хуже того, после краткого периода общего возбуждения, вызванного в науке в связи с открытием осциллонов, довольно скоро и этот феномен
в общих чертах повторил судьбу «пульсирующих сфер» Бьеркнеса. То есть ныне, почти два десятилетия спустя после их открытия, осциллоны
не то что не попали в учебники, но и знают-то о них лишь довольно узкие специалисты.

К счастью, среди таких специалистов оказались и главные герои этой истории, парижские исследователи Куде и Фор. В своей лабораторной
установке они фактически повторили ту же самую конструкцию, которая позволила открыть осциллоны, но только несколько изменили условия
эксперимента.



Если первооткрыватели осциллонов в США изучали вертикальные вибрации в слое мельчайших медных шариков, то Куде и Фор в 2005 году
занимались исследованиями аналогичной физики колебаний в слое силиконового масла. В частности, их интересовали уже известные и до этого
феномены «плавающих и прыгающих капель» (floating and bouncing droplets). [JW][CFGB]

Суть феноменов в том, что если капля жидкости падает в ту же самую среду, фрагментом которой она является, то при определенных условиях
капля не сливается с жидкостью, как обычно, а может плавать по ее поверхности или даже продолжительно прыгать вверх-вниз, словно
крошечный мячик.

И вот, тщательно изучая прыжки такой капельки силиконового масла при разных режимах вибрации масляной ванны, ученые обнаружили нечто
воистину удивительное. Подстраивая частоту колебаний среды, прыжки капельки вверх-вниз можно сделать на редкость стабильными – хоть в
течение многих дней без перерыва. При этом – от регулярных ударов шарика – на поверхности образуются циркулярно расходящиеся стоячие
волны. И если в этих условиях правильно подобрать амплитуду колебаний, то начинается совсем интересное – капля словно оживает и начинает
перемещаться по поверхности ванны, упруго взаимодействуя со стенками сосуда и другими такими же «мячиками», никогда не входя с ними в
прямой контакт.

Удивительную каплю, стабильно прыгающую и передвигающуюся в таком режиме, исследователи назвали «ходоком» (walker) – остроумно
объединив в названии особенность феномена с именем исследователя (J. Walker), который еще в 1970-е годы привлек внимание коллег к
ситуациям с необычной физикой капель на поверхности жидкости. [JW]

Ну а самым важным и замечательным тут оказалось вот что. Изучая гидродинамику капель-ходоков, французские ученые постепенно
обнаружили, что с их помощью на базе чисто классической системы удается воспроизводить в макроскопическом масштабе чуть ли не все
характерные феномены корпускулярно-волнового дуализма.

Иначе говоря, стало возможным собственными глазами и в подробностях увидеть механику тех самых «абсолютно непостижимых» феноменов,
которые вплоть до настоящего времени, напомним, считаются главной отличительной особенностью мира квантовых микроскопических частиц…
Записан

Всего хорошего!
P.S. «Двойные стандарты» Администратора форума Pipa поражают. ;-)
* * *
Два процесса. Коханивский - Муравицкий
https://youtu.be/9khErKNcpzM

Собаки Порошенко
https://youtu.be/eI4ZvZGrHSE
---
Оранжевые паразиты.
inMatrix.ru
Пользователь
**
Сообщений: 111


Digitalphysics.ru


Просмотр профиля WWW
« Ответ #1857 : 24 Ноября 2013, 02:20:56 »

Как это работает



В целом физика этих волно-капельных взаимодействий может выглядеть сложно и замысловато, однако базовый феномен, лежащий в основе
движений ходока, постичь довольно просто. Если не только частота, но и амплитуда вибраций жидкости в ванне подобрана правильно, то капля
всякий раз падает на наклонную поверхность волны, отскакивая от поверхности под углом. Пролетев по параболической траектории, капля
падает на аналогичный склон другой волны, опять отскакивает от него под углом и повторяет далее тот же цикл много-много раз.



Обнаружив в своих опытах такую частицу-волну, Куде и Фор практически сразу решили исследовать, как поведет себя эта система в базовых
экспериментах физики волн. Когда же эксперимент с прохождением ходока через одну щель продемонстрировал типичные признаки оптической
волновой дифракции (рассеивание волн в сочетании с отклонением траекторий частицы), то тут же стали готовить и фундаментальный опыт с
двухщелевой интерференцией.

Этот очень важный для истории физики эксперимент был проведен в 2006 году. Однако базовое его оборудование, что нельзя не отметить, по
своей сложности ничем не отличалось от приборов и установок исследователей XIX века. То есть в масляную ванну поместили пластину с двумя
щелями, в нужном режиме запустили колебания ванны, а на поверхность масла в нужном месте одну за другой помещали капельки ходоков,
аккуратно регистрируя траектории их прохождения через барьер.

Всех ходоков запускали ходоков в сторону пластины. Если капля оказывалась около сплошной части пластины, то волновой компонент ходока
подавлялся, так что капля или останавливалась или отражалась назад. Если же, другой вариант, ходок приходил к одной из двух щелей
пластины, то он продвигался и дальше за барьер, а исследователи, соответственно, тщательно измеряли его последующую траекторию.

Из-за волновых эффектов, всякий раз, когда ходок проходил через щель, его дальнейшее направление движения выглядело совершенно
случайным, не демонстрируя никакой корреляции с его предыдущей траекторией до пластины. Но при этом, однако, после подсчета финальных
траекторий для более чем 70 ходоков, исследователи обнаружили, что на самом деле ходоки в итоге воспроизводили характерный паттерн
двухщелевой интерференции…



Для всех компетентных физиков, анализирующих этот эксперимент (ныне уже неоднокартно повторенный и в других лабораториях мира), вполне
очевидно, что здесь каждый ходок, проходя через щель, интерферирует сам с собой – благодаря той части своей волновой компоненты, которая
проходит также через другую щель пластины.[CF6]

Но хотя физика происходящего понятна, столь же понятен и шок ученых, которых на протяжении всей предыдущей жизни приучали думать
совершенно иначе. Как говорит об этом Эммануэль Фор: «Мы были действительно поражены. В любом учебнике квантовой механики для
первокурсников вы смотрите на этот эксперимент, вы пытаетесь придумать классическую систему, которая делает то же самое, но таких систем
нет… Так что для нас это было действительно подлинным открытием».

Впечатляющий успех Фора и Куде c их двухщелевым экспериментом вдохновил первооткрываетелей и их коллег на поиски других опытов-
аналогий, непосредственно перекликающихся с необычными эффектами квантовой механики.

После нескольких лет неудач, к 2009 году им таки удалось, наконец, обнаружить классический аналог для известного в квантовой физике
туннельного эффекта. Исследователи показали, что специфическая природа ходоков позволяет им – с определенной небольшой вероятностью –
«туннелировать», то есть преодолевать такие потенциальные барьеры, которые для их уровня энергии преодолеть, казалось бы, невозможно.
[EFMC]

Суть эксперимента в том, что перемещения ходоков внутри ванн ограничивают с помощью погружаемых в масло рамок, причем планки этих
рамок могут быть различной ширины. В большинстве случаев ходоки отскакивают от барьеров и передвигаются внутри своей рамки словно
бильярдные шары. Однако, при определенной ширине рамки и скорости капли иногда может случаться и так, что ходок перепрыгивает через
барьер. При этом, как только прыгающая капля оказывается снаружи, тут же появляется и соответствующая ей волна. Так что далее ходок
вновь продолжает свое блуждание, но только уже за пределами «потенциального барьера»…

Этот успех французских физиков стал, можно сказать, этапным рубежом, потому что после него все новые и новые открытия макроскопических
аналогов для квантовых эффектов стали происходить уже ежегодно. Соответственно, заметно расширяется и география исследований,
поскольку и другие лаборатории в разных странах мира тоже понемногу подключаются к столь интересному и многообещающему направлению.

Причины для энтузиазма в общем-то понятны. Фактически, каждый раз, когда начинаются очередные поиски, исследователи находят все
больше и больше способов, которыми ходоки демонстрируют поведение, прежде предполагавшееся свойственным только квантовому миру.
[NXT]

Кто-то из особо горячих энтузиастов уже открыто и громко начинает заявлять, что «ходоки» Фора и Куде – это наши проводники и вдохновители
на пути к новой фундаментальной теории физики, более глубокой, чем квантовая механика…

Основная часть научного сообщества, знакомая с успехами в данной области (включая и самих первооткрывателей), настроена, впрочем, куда
более сдержанно и скептически. Полагая, что говорить об этом еще слишком рано – поскольку аналогия есть аналогия, не больше того.

А реальную квантовую физику и продемонстрированные макроскопические опыты, по их убеждению, все еще разделяют очень серьезные стены
тех особенностей, что по-прежнему свойственны исключительно квантовому миру микрочастиц.

Стены тут, конечно же, действительно имеются. Вот только смотреть на них можно по-разному.

Стены как мосты

Наверное, это даже хорошо, что первооткрыватели ходоков Ив Куде и Эммануэль Фор не разделяют безграничный оптимизм энтузиастов, изо
всех сил стараясь держаться в русле мейстрим-физики и подальше от безответственной шумихи вокруг их важных открытий.

По этой же причине, скорее всего, они сами в комментариях к своей работе непременно подчеркивают, что во многих отношениях настоящей
аналогии между ходоками и квантовой механикой все-таки не получается.

Для полноты картины здесь обязательно надо перечислить все главные контр-доводы Куде и Фора против очевидно поспешного вывода, будто
«физика ходоков – это и есть квантовая механика».

Но попутно – для еще более полного представления обо всей картине в целом – следует отметить и очень важные мосты между физикой XIX и
XXI века. Это мосты, которые наука века двадцатого практически полностью проигнорировала. Но если присмотреться, то они перекинуты
именно там, где Куде и Фор (КиФ) видят стены.

Вкратце, эта занятная физическая конструкция на сегодня выглядит так.

(1)

КиФ: Ходоки очень далеки от квантовой механики, потому что речь идет о сугубо макроскопическом масштабе, не имеющем никакого отношения
к планковской константе.

Иначе говоря, константа Планка, столь важная для описания той «гранулированной» природы, что неотъемлемо присуща квантовому миру, пока
что не может быть выведена из наблюдений за ходоками.

Мост: В конце XIX века Кельвин и Фитцджеральд на основе концепции гранулированного пространства как «вихревой губки» вывели систему
уравнений электромагнетизма, которая к их собственному удивлению оказалась эквивалентна уравнениям Максвелла (см. [51]). А максвелловы
уравнения, в свою очередь, были как есть полностью интегрированы в новую физику XX века. Когда в конце XX века в вибрирующей
гранулированной среде были обнаружены осциллоны, то их очевидная связь с гранулированной физикой Кельвина, пульсирующими сферами
(осциллонами) Бьеркнеса и уравнениями Максвелла была полностью проигнорирована.

(2)

КиФ: Система ходоков является диссипативной и поддерживается постоянным внешним воздействием. То есть с экспериментальной точки зрения
диссипативность системы здесь означает, что без энергетической подпитки (в виде вибраций масляной ванны) всякая жизнь ходоков на
поверхности просто исчезает. В квантовой физике это не так.

Мост: Неизвестно, кто первым сказал, что система квантовой физики не является диссипативной (получающей энергию извне и рассеивающей ее
внутри себя). По умолчанию, вероятно, решили, что нет тут и не может быть в принципе никакого «извне». Поэтому так и остается неизвестным
(никто даже не спрашивает), откуда берется энергия, обеспечивающая извечно-нескончаемые вращения и вибрации всех квантовых частиц.
Или откуда берется энергия, позволяющая частицам в состоянии энергетического минимума постоянно испускать волны электромагнитного поля
и виртуальные частицы-переносчики. Или, наконец, откуда берется гигантская «нуль-энергия», пронизывающая все пространство вселенной и
обеспечивающая действие поля Хиггса.[40]

Но при этом отлично известно, что за удивительное математическое чудо удалось в начале XX века продемонстрировать Теодору Калуце.
Который взял совсем новые по тем временам уравнения гравитации Эйнштейна, добавил в эту систему для четырехмерного пространства-времени
всего лишь еще одно – пятое – измерение, а в итоге преобразований получил поразительную вещь. Три подсистемы уравнений, одна из которых
описывает гравитацию Эйнштейна, другая – электромагнетизм Максвелла, а третья – какое-то еще осциллирующее скалярное поле неясного
предназначения.

Иначе говоря, благодаря Калуце наука уже тогда не только узнала, каким образом должно происходить естественное и элегантное объединение
гравитации с магнетизмом, но и то, как здесь участвуют вибрации энергии, поддерживающей осцилляции всех частиц этой совокупной системы.
Вот только что делать со всем этим знанием, увы, не разобрались и к XXI веку.

(3)

КиФ: Внешняя сила вибраций накладывает на систему с ходоками постоянную частоту колебаний. То есть энергия в этой системе
«зафиксирована».

Мост: Система уравнений Эйнштейна-Калуцы появилась еще до создания квантовой механики, то есть по сути и природе своей является
системой классической. Но при этом в ней без особого труда выделяется частота осцилляций скалярного поля. В системе же квантовой физики с
ее гранулированной структурой пространства и времени, выделяется совершенно особая константа – минимальный или «планковский» интервал
времени. В интервале времени меньше него никакой физики – то есть природы – просто не существует в принципе, грубо говоря.

Есть основания говорить, что это и есть «зафиксированная» частота колебаний всего, что есть в этом мире.

(4)

КиФ: Наконец, последнее и наиболее важное, быть может, различие касается особенностей той волны, что неразрывно связана с ходоком. В
квантовой механике волновая функция системы существует в математическом пространстве с числом измерений 3N, где N – это количество
частиц в системе. Даже если система содержит всего две частицы, это уже означает шесть измерений. А далее эта размерность быстро нарастает
по мере того, как система становится все более сложной.

В системе же ходоков, в независимости от того, как много ходоков присутствует на поле, количество измерений, занимаемых волнами, всегда
равно только двум – задаваемым длиной и шириной масляной поверхности.

При этом данное несоответствие в размерностях – концептуально намного более серьезная вещь, чем просто техническая деталь. В квантовой
механике размерность волновой функции отвечает за самый, наверное, причудливый и загадочный из квантовых феноменов, именуемый
«сцепленностью» (entanglement или verschraenkung).

Именно благодаря квантовой сцепленности происходит поразительное мгновенное взаимодействие между частицами в независимости от того,
сколь огромное расстояние их разделяет. И без отказа от высокой размерности волновой функции, уверены многие физики, совершенно
невозможно объяснить, каким образом сцепленные частицы могут воздействовать одна на другую мало того, что на гигантских расстояниях, так
еще и мгновенно – с заведомо сверхсветовой скоростью.

Отсюда понятно, наверное, насколько сложной представляется задача смоделировать с помощью чего-то немудреного, типа ходоков или
осциллонов, воистину замысловатый феномен квантовой сцепленности. Как решать вот такую задачу – пока не знает, похоже, никто.

Мост: Эту идею, правда, называть мостом пока можно лишь с очень большой натяжкой (поскольку о ней чрезвычайно мало кто из физиков
знает). Но как бы там ни было, есть абсолютно достоверный факт о большом научном открытии, которое в 1950-е годы сделал, но практически
никому не раскрыл Вольфганг Паули, один из отцов квантовой физики.

По свидетельству от самого ученого, важнейшим ключом к его открытию может служить фраза «Раздвоение и уменьшение симметрии – вот где
собака зарыта!»… [1b]

Имеется весьма обширный комплекс доводов в пользу того, что с опорой именно на эту концепцию Паули удается выстроить нужный
«мысленный эксперимент». То есть вполне внятную и постижимую классическую модель (электромагнитно-гидродинамического типа), которая
благодаря раздвоению поверхностей наглядно демонстрирует внутреннюю механику феномена квантовой сцепленности. [4.2] [4.3]

Каким образом этот мысленный эксперимент воплотить в реальной лабораторной установке – это уже другой вопрос. Тоже, конечно, вопрос
важный. Но уже не столь существенный.
Записан

Всего хорошего!
P.S. «Двойные стандарты» Администратора форума Pipa поражают. ;-)
* * *
Два процесса. Коханивский - Муравицкий
https://youtu.be/9khErKNcpzM

Собаки Порошенко
https://youtu.be/eI4ZvZGrHSE
---
Оранжевые паразиты.
inMatrix.ru
Пользователь
**
Сообщений: 111


Digitalphysics.ru


Просмотр профиля WWW
« Ответ #1858 : 24 Ноября 2013, 02:38:10 »

Время искать ответы



http://quantmag.ppole.ru/index.php?option=com_smf&Itemid=34&topic=1979.msg55375#msg55375

http://kiwiarxiv.wordpress.com/2013/11/21/1210/#more-1122
« Последнее редактирование: 26 Ноября 2013, 19:35:53 от jno » Записан

Всего хорошего!
P.S. «Двойные стандарты» Администратора форума Pipa поражают. ;-)
* * *
Два процесса. Коханивский - Муравицкий
https://youtu.be/9khErKNcpzM

Собаки Порошенко
https://youtu.be/eI4ZvZGrHSE
---
Оранжевые паразиты.
folor
Старожил
****
Сообщений: 554


Просмотр профиля
« Ответ #1859 : 24 Ноября 2013, 11:41:12 »

Однако в квантовой
механике, в отличие от остальных наук, уже давно практически не делается попыток к тому, чтобы соотнести фундаментальные аксиомы с нашим
физическим базисом. То есть с теми знаниями и опытом, которые человек черпает из непосредственных наблюдений природы.
Уважаемые коллеги, судя по весьма странным сентенциям, автор статьи весьма далек от современной теоретической физики. Более того, в данном случае мы имеем дело с некоей реинкарнацией натурфилософии обскурантизма на примере частных гидродинамических эффектов на примере которых незадачливый автор пытается объяснить основы Мироздания....
Де-факто, автор компилирует некий парафизический оксюморон составляя из него эклектический симулякр...
« Последнее редактирование: 24 Ноября 2013, 17:52:39 от folor » Записан
Страниц: 1 ... 122 123 [124] 125 126 ... 139 Печать 
« предыдущая тема следующая тема »
Перейти в:  


Войти

Powered by SMF 1.1.10 | SMF © 2006-2009, Simple Machines LLC