Загадка наблюдателя: 5 знаменитых квантовых экспериментов
Кот Шредингера
Сегодня существует множество интерпретаций квантовой механики, самой популярной среди которых остается копенгагенская. Ее главные положения в 1920-х годах сформулировали Нильс Бор и Вернер Гейзенберг. А центральным термином копенгагенской интерпретации стала волновая функция — математическая функция, заключающая в себе информацию обо всех возможных состояниях квантовой системы, в которых она одновременно пребывает.
По копенгагенской интерпретации, доподлинно определить состояние системы, выделить его среди остальных может только наблюдение (волновая функция только помогает математически рассчитать вероятность обнаружить систему в том или ином состоянии). Можно сказать, что после наблюдения квантовая система становится классической: мгновенно перестает сосуществовать сразу во многих состояниях в пользу одного из них.
У такого подхода всегда были противники (вспомнить хотя бы «Бог не играет в кости» Альберта Эйнштейна), но точность расчетов и предсказаний брала свое. Впрочем, в последнее время сторонников копенгагенской интерпретации становится все меньше и не последняя причина тому — тот самый загадочный мгновенный коллапс волновой функции при измерении. Знаменитый мысленный эксперимент Эрвина Шредингера с бедолагой-котомкак раз был призван показать абсурдность этого явления.
Итак, напоминаем содержание эксперимента. В черный ящик помещают живого кота, ампулу с ядом и некий механизм, который может в случайный момент пустить яд в действие. Например, один радиоактивный атом, при распаде которого разобьется ампула. Точное время распада атома неизвестно. Известен лишь период полураспада: время, за которое распад произойдет с вероятностью 50%.
Получается, что для внешнего наблюдателя кот внутри ящика существует сразу в двух состояниях: он либо жив, если все идет нормально, либо мертв, если распад произошел и ампула разбилась. Оба этих состояния описывает волновая функция кота, которая меняется с течением времени: чем дальше, тем больше вероятность, что радиоактивный распад уже случился. Но как только ящик открывается, волновая функция коллапсирует и мы сразу видим исход живодерского эксперимента.
Выходит, пока наблюдатель не откроет ящик, кот так и будет вечно балансировать на границе между жизнью и смертью, а определит его участь только действие наблюдателя. Вот абсурд, на который указывал Шредингер.
P.s. Там еще мульт забавный :)
(С) https://theoryandpractice.ru/posts/8507-quantum-experiment
Тут первая часть, - https://pikabu.ru/story/zagadka_nablyudatelya5_znamenityikh_...
Квантовое бессмертие. Мистика или реальность?
Ну для начала надо разобраться в том, откуда вообще взялась эта идея? А она растет из многомировой интерпретации квантовой механики(Эвереттовской). Если вы не читали мой прошлый пост(и не надо), то вот вам видео от Sci-One, тут кстати есть их акк, и оно там уже давно. А еще у них там реально много других клёвостей.
Александр занимается квантовой оптикой, и имеет довольно много работ, профессуру в США, индекс Хирша 31, и т.д. и т.п. Поэтому я доверюсь его мнению, он точно не только теорию знает, но и на практике "собаку съел".
Но то, что мы живем не в объективной реальности, это правда. Вот N+1 пишут про работу физиков из Австралийского национального университета.
Если кратко, то объяснить результат можно сказав, что либо частицы знают что их ждет в будущем, либо элементарно с помощью многомировой интерпретации, либо очень сложно с помощью интерпретации де Бройля-Бома, либо странно с помощью Копенгагенской (не думай, а просто измеряй).
Сейчас нас конкретно интересует многомировая. Наблюдатель нашей вселенной со стороны(который еще и защищен от заражения суперпозицией), будет видеть очень забавную картину
только в миллиарды раз сложнее, так как любое квантовое измерение, или взаимодействие будет расщеплять мир на разные части, где история совсем различна,(бывает конечно они слипаются обратно, как например в эксперименте с квантовым ластиком, где физики специально удаляли данные с детектора, чтобы обратно вернуть всё на место. Пояснение для анимешников: во вратаx Штейна главный герой применил похожий приём в финале, чтобы вернуть всё на место).Это кстати тоже для вас, реальная манга.
Так вот, в 1997 году Хансом Моравеком, и независимо от него в 1998 году Бруно Маршалом,
был предложен мысленный эксперимент, где вместо кота Шредингера в ящик садят вас!
"В предложенном эксперименте на участника направлено ружьё, которое стреляет или не стреляет в зависимости от распада какого-либо радиоактивного атома. Риск того, что в результате эксперимента ружьё выстрелит и участник умрёт, составляет 50 %. Если копенгагенская интерпретация верна, то ружьё в конечном итоге выстрелит, и участник умрёт. Если же верна многомировая интерпретация Эверетта, то в результате каждого проведенного эксперимента вселенная расщепляется на две вселенных, в одной из которых участник остается жив, а в другой погибает. В мирах, где участник умирает, он перестает существовать. Напротив, с точки зрения неумершего участника, эксперимент будет продолжаться, не приводя к исчезновению участника. Это происходит потому, что в любом ответвлении участник способен наблюдать результат эксперимента лишь в том мире, в котором он выживает. И если многомировая интерпретация верна, то участник может заметить, что он никогда не погибнет в ходе эксперимента." Вики.
Для стороннего наблюдателя вы скорее всего просто застрелите себя. Так как он сторонний наблюдатель, и для него мир где вы умерли вполне допустим.
Есть комедийное видео на этот счет.
@McElroy, спасибки.
Если обобщать этот эксперимент, то любую случайность можно принять за выстрел этого ружья, так как в основах нашего мира царит именно квантовая механика. И вы будете каждый раз на волоске от смерти, но никогда не умрете. На самом деле это страшно, так как вы не умираете, даже если станете инвалидом, который мучается от боли, и не может двигаться и говорить, или очень очень старым и болеющим. Такая теория просто ужасна, она будто говорит нам, что все мы обязательно окажемся в персональном аду. Даже если взорвать рядом с вами ядерную бомбу, вы должны будете остаться жить, но страшно подумать в каком виде, и с какими повреждениями. Да и летать в космосе после разрушения земли, не очень круто.
Но можете не переживать, на самом деле данное предсказание подвергается простой критике.
Во-первых, неясно, верна ли многомировая интерпретация, такие эксперименты либо нельзя поставить, либо крайне сложно (показать суперпозицию живого человека). Во-вторых, дело в самом наблюдателе, ведь если вы спите, то вы еще живы. Если рассматривать вашу смерть как крепкий сон(очень тяжело разбудить!), то никаких проблем нет. А в реальности где вы просто ложитесь спать, вполне себе существуют. В-третьих, есть особенность наблюдателя, связанная с самоосознанием, наблюдатель без самоосознания теряет своё квантовое бессмертие, и не важно как именно вы потеряли самоосознание(старческий маразм, временное помешательство, сон,гипоксия, пуля которая медленно уничтожает ваш мозг).
Так что можете радоваться, скорее всего мы все умрём!)
И не вздумайте проверять то что я написал.
Эверетт был уверен в квантовом бессмертии, и просто курил, пил и ел, от этого и умер. А его дочь покончила жизнь самоубийством, оставив в записке пожелание "оказаться в той же параллельной вселенной что и папа".
Неопределенность такая неопределенность
- ...и тогда точно остается считать ящик замкнутой системой и надеяться, что эта дрянь никогда не выберется на свободу.
Ученые впервые подглядели за котом Шредингера.
Физики наблюдали траекторию перехода между двумя квантовыми уровнями особого объекта — трансмона. Для этого ученые помещали его в резонатор и облучали микроволновыми импульсами. В своей работе ученые получали явный вид траектории эволюции квантового состояния, проводя серию последовательных слабых измерений.
Данные измерения необходимы, чтобы не допустить так называемой редукции волновой функции квантового объекта. Это явление связано с характером процесса измерения в квантовой механике. В классическом мире информация об объекте получается в результате локального взаимодействия, распространяющегося с максимальной скоростью, равной скорости света. В квантовой механике измерение считается нелокальным процессом и получает различное толкование в зависимости от интерпретации теории.
В слабых измерениях небольшое воздействие на систему приводит к ее незначительному возмущению, которое почти неотличимо от первоначального. Однако для получения достоверной информации о состоянии системы такие измерения необходимо проводить достаточно большое число раз.
Так, ученые в своей работе хотя и говорят о том, что им удалось определить траекторию эволюции квантовой системы, графики, которые они получили, показывают ее в достаточно размытом виде. Тем не менее четка видна область, в которой находится траектория.
Трансмон является одной из возможных физических реализаций квантового бита (кубита). Он представляет собой систему из пары сверхпроводников, которые соединены двумя туннельными контактами. Энергетические уровни трансмона зависят от распределения куперовских пар в сверхпроводниках.
Кубит, кроме значений 0 и 1, которые принимает бит, может иметь любое значение, составленное из суперпозиций 0 и 1. Ученым удалось отследить траекторию, по которой система переходит из одного такого состояния в другое.
Одна из основных сложностей, возникающих при описании эффектов квантовой механики, связана с тем, что само понимание такого описания проводится при помощи понятий и аналогий из классической физики. Однако, отказываясь от физической интерпретации квантовой механики, ученые остаются наедине с математическими уравнениями и законами квантового мира.
Исследователи надеются, что их работа найдет применение в управлении квантовыми системами, например при создании квантовых квантовых компьютеров.
источник: http://lenta.ru/news/2014/07/31/states/
Господа физики, помогите разобраться
Одни говорят что мы влияем на позицию квантовой частицы самим фактом сознания наблюдателя. Другие говорят, что наблюдение за квантовой частицей это банальная бомбардировка онной фотонами и что сам фотон при столкновении формирует значение (да или нет, лево или право).
Перефразирую кота Шредингера, только вместо когда будет достаточно громкий динамик, который будет слышно вне коробки. То есть я его или услышу или не услышу. Наличие моих ушей возле объекта влияет на позицию?
Спасибо