Fisic Quantum

Caibidil 2

Is é an t-alt seo an dara suiteáil ar mo thriológ Quantum Physics ag míniú an turgnaimh scoilt dhúbailte agus a éagsúlachtaí. Murar léigh tú an chéad phíosa ag míniú turgnamh bunúsach na gcáithníní aonair, féach air anseo sula léann tú é seo!

A ligean ar ais.

Rinne an t-alt roimhe seo cur síos ar thurgnamh scoilt dhúbailte na gcáithníní aonair, mar a leanas:

  1. Cuirim fótóin aonair trí bhileog scoilt dhúbailte.
  2. Táim ag súil le 2 bhanda a fheiceáil.
  3. Ina áit sin breathnaím ar phatrún cur isteach atá comhdhéanta de phaicéid scoite fuinnimh.
  4. Ní tháirgeann ach tonnta patrún cur isteach.
  5. Glacaim le Léirmhíniú Coppenhagen chun na torthaí seo a mhíniú.
  6. A deir go bhfuil an fótón, idir bhrath, ann mar thonn dóchúlachta.
  7. Tá na hairíonna céanna aici le tonn fisiceach, agus tá cur isteach cuiditheach / millteach aici freisin. Dá bhrí sin, beidh claonadh ag gach tonn ‘samhailteach’ patrún cur isteach a dhéanamh.
  8. Nuair a aimsítear í, titeann feidhm na dtonnta ar ais ina láthair áitiúil.
  9. Tarlaíonn suíomh an spota laistigh de shrianta na feidhme dóchúlachta (tonn).
  10. Mar sin is ionann an patrún cur isteach a tháirgtear nuair a scaoiltear líon mór fótón agus an fheidhm dóchúlachta.

Stuif maith, ach tá míniú fós agam duit maidir le (a) cén fáth a n-iompraíonn fótóin mar thonn & cáithnín agus (b) cén fáth a dtiteann an gníomh breathnóireachta as feidhm na toinne.

Tá baint ag ceist (a) le Prionsabal na Éiginnteachta, agus díríonn (b) timpeall ar Éifeacht an Breathnadóra.

Tá an dá chreat seo i gcroílár na fisice chandamach, mar sin sula dtéann muid ar aghaidh chuig athruithe níos casta ar thurgnamh an scoilt dhúbailte, tá míniúcháin tuillte ag an dá cheann.

Prionsabal na Éiginnteachta

Suas go dtí 1926, bhí aisteach na spotaí aonair a bhí mar phatrún comhchoiteann tonnta fós ag bagairt ar fhisiceoirí ar fud an domhain.

Ansin tháinig Werner Heisenberg i láthair, agus mhol sé teoiric níos cothroime.

Dúirt sé go bhfuil teorainn bhunúsach ann ar féidir linn eolas a bheith againn ar iompar cáithníní beaga (agus mar sin chandamach). (Murab ionann agus creideamh an phobail, NÍL é seo mar gheall ar ár neamh-chomhsheasmhacht maidir le tomhas a dhéanamh. Ina ionad sin, is dlí de chineál é.)

Ciallaíonn sé seo nach féidir linn toradh na bpróiseas fisiceach ag leibhéil chandamach a chinneadh go cinnte toisc go gcinntear iad trí phróiseas atá neamhchinnte go bunúsach.

Mhol sé foirmle a luaigh go bunúsach gur luaithe is féidir luas réada a bheith ar eolas, is ea is lú a seasamh. Cuimhnigh, ní botún tomhais é seo.

Mar chomhthoradh, níl aon áiteanna cinnte ag cáithníní chandamach mar ansin chaithfeadh an éiginnteacht sa mhóiminteam a bheith gan teorainn.

Is é sin le rá, tá siad ann mar superposition de na torthaí féideartha go léir ag deachtú seasamh na gcáithníní. Tá siad ann mar fheidhm tonn. Táirgeann Prionsabal na Éiginnteachta dúbailteacht cáithníní tonnta.

Níl fótóin, leictreoin agus a leithéid ann mar cháithnín. Níl siad ann mar thonn ach an oiread. Déanta na fírinne, ní raibh ach le déanaí gur aimsigh grúpa idirnáisiúnta taighdeoirí in Ollscoil Náisiúnta Singeapór gurb é an rud céanna a bhí i dtréimhse na dtonn / na gcáithníní agus Prionsabal na Éiginnteachta go bunúsach.

Féadfaidh tú smaoineamh air mar iarracht a dhéanamh aithne a chur ar an rud nach bhfuil ar eolas. Tá sé dodhéanta go bunúsach. Is é an sainmhíniú ar anaithnid ná nach féidir é a thuiscint, dá bhrí sin tá aon iarrachtaí ar eolas a bheith futile. Fiú má éiríonn le duine, ní fhanann sé “aineolach” a thuilleadh. Sea, tá a fhios agam… is cleas é seo a imríonn ar shainmhínithe de dhéantús an duine. Ach a saghas cosúil leis an bPrionsabal Éiginnteachta.

Tá roinnt rudaí sa Cruinne seo nach féidir a chinneadh go cinnte.

Éifeacht Breathnóra

Tugann sé seo muid go dtí an dara tenet de fhisic chandamach - an “fhadhb tomhais”. Tabhair faoi deara gur dhá phrionsabal go hiomlán difriúil é seo agus prionsabal na neamhchinnteachta.

Deir an Observer Effect go gcuireann aon tomhas ar cháithnín chandamach faoi deara go dtitfidh a fheidhm tonn laistigh de shrianta a dóchúlachtaí sainithe.

Míníonn sé seo an fáth, cé go raibh fótóin ann mar fheidhm tonn tar éis an scoilt, go raibh siad fós le feiceáil ar an scáileán mar phaicéad scoite fuinnimh.

Thit an gníomh braite (Éifeacht an Breathnóra) an fheidhm sa chaoi is go mbeadh an fótón le feiceáil mar láthair scoite laistigh de shrianta a dóchúlachta (Prionsabal na Éiginnteachta).

Taispeánadh Prionsabal na Éiginnteachta sa chéad leagan - turgnamh Slit Dúbailte na gCáithníní Aonair. Chun an Éifeacht Breathnóra a léiriú, déanaimis an dara leagan den turgnamh scoilt dhúbailte a thabhairt isteach.

Caibidil 2a: An Turgnamh Cé Bealach

Cé gur mhol go leor teoiricí difriúla torthaí an turgnaimh Slit Dúbailte Cáithnín Aonair a mhíniú (ba é an Léirmhíniú Cóbanhávan an ceann is diongbháilte), ní raibh eolaithe amhrasacha sásta.

Conas a d’fhéadfadh feiniméan mínádúrtha den sórt sin tarlú? N’fheadar.

Mar sin shocraigh siad peek a thógáil ag an Cruinne Quantum.

An Turgnamh

Cuirim fótóin trí thine, ceann ag an am, ag an scoilt dhúbailte.

Táim ag súil más rud é go gcuirfidh mé tine go leor, gur chóir go dtiocfadh patrún cur isteach atá comhdhéanta de spotaí scoite chun cinn. (tá do chuid ionchais ceart)

An uair seo, áfach, suiteálann mé brathadóir roimh an scoilt. Ba mhaith liom a fháil amach cén scoilt a ndeachaigh an fótón tríd chun rún na n-aisteach chandamach a nochtadh.

An toradh?

Ní fhoirmíonn patrún cur isteach a thuilleadh, feictear 2 bhanda spotaí fótóin… Athraíonn an gníomh a rinne mé ag breathnú ar na fótóin toradh an turgnaimh go bunúsach.

Fan ... cad é?

Mar gheall ar bhreathnóireacht shimplí ar na fótóin d’fhill siad ar ais ag glacadh le hairíonna cáithníní simplí.

Tá sé mar a imríonn an Cruinne Quantum é féin taobh thiar de imbhalla, agus nuair a dhéanaim iarracht a bhfuil ann a nochtadh, scoirfidh sé de bheith ann. Fillfidh fótóin ar iompar mar cháithníní, mar a bheinn ag súil leo i Cruinne clasaiceach, agus téann siad trí cheachtar scoilt, ag cruthú 2 bhanda shimplí. Níl feidhm na dtonn ann a thuilleadh. Beidh aon tomhas a dhéanaim ina dhiaidh sin ar cóimhéid leis an gceann tosaigh.

Faigheann sé cora.

Caibidil 2b: An Turgnamh Rogha Moillithe

Anois mar eolaí tá frustrachas mór orm.

Caithfidh mé smaoineamh ar bhealach le dul thar an Cruinne Quantum; dá bhrí sin socraíonn mé an brathadóir a chur díreach tar éis an scoilt agus díreach os comhair an scáileáin braite.

Mura bhfuil an Cruinne Quantum ag iarraidh a chuid oibre istigh a thaispeáint go toilteanach, caithfidh mé cleas a dhéanamh air sin a dhéanamh.

Táim ag súil go mbeidh fótóin ann, tar éis dóibh an fhoinse a fhágáil, mar thonn dóchúlachta. Gabhann an fheidhm tonnta seo tríd an scoilt dhúbailte agus idirghníomhaíonn sí lena chéile mar a bhí sa chéad atriall. Gabhann an fótón, mar is gnách, tríd an dá scoilt ag an am céanna.

Níl ann ach ag an nóiméad deireanach a roghnaíonn mé an fótón a bhreathnú.

Agus é sin á dhéanamh agam, tá súil agam mar sin nach dtugtar am do na fótóin “gníomhú amhail is gur cáithníní iad” ós rud é go ndeachaigh siad trí na scoiltíní cheana féin mar thonn agus gur idirghníomhaigh siad leis féin chun patrún cur isteach a tháirgeadh agus mar sin níor cheart go mbeadh aon chur isteach ann ag casadh ar ais.

Agus fós,

Buille faoi thuairim tú é, bhí an magadh orm. Fós ní tháirgtear patrún cur isteach. Ní fheictear ach 2 bhanda shimplí. Smaoinigh ar cé chomh aisteach é seo i ndáiríre.

Ba chúis leis an mbreathnóireacht nóiméad deireanach seo ar an bhfótón ar bhealach éigin nó go cúlghníomhach eile gur athraigh a stair.

Tá sé beagnach mar a chuaigh sé siar in am chun a rá leis an bhfótón ag an bhfoinse “go mbraithfear thú níos déanaí, mar sin is fearr gníomhú mar cháithnín agus gan dul trí scoilt amháin”.

Aon turgnamh a chinneann gan athbhrí cén bealach a ghlac an fótón is cúis leis go dtitfeadh sé agus go n-iompraíonn sé amhail is gur cáithnín simplí a bhí ann i gcónaí.

Is cuma cén áit nó cathain a dhéanann tú an bhreathnóireacht. Níl aon “phointe gan filleadh” do na fótóin. Ní fiú tar éis gur dócha go ndearna sé idirghníomhú leis féin tar éis dó dul tríd na scoiltíní.

Is é seo an Éifeacht Breathnóra.

Mar sin,

Cé go mbíonn cáithníní chandamach atá ann mar thonn (superposition) de stáit fhéideartha i gceist le Prionsabal na Éiginnteachta - gan a bheith in aon áit amháin ag am ar bith,

is í an Éifeacht Breathnóra is cúis leis an bhfeidhm tonn seo titim de réir a sainmhínithe dóchúlachta ar bhrath, agus de réir dealraimh gur cáithnín í ar feadh an tsaoil.

Anois samhlaigh gur fisiceoir a bhuaigh Nobel tú. Scóráil tú na gráid is airde ar scoil, bhain tú céim le onóracha den chéad scoth ó Cambridge gan fiú allais a bhriseadh, bhí smacht agat ar do chomhghleacaithe go léir, tháinig tú ar an laureate Nobel is óige le déanaí.

Is fuath leat a chailleadh.

Go háirithe ní le haonán neamhbheo, neamh-smaointeoireachta é an Cruinne Quantum.

Scríobhann tú do chuid brains, lá agus oíche, ag smaoineamh ar atriall níos fearr den turgnamh. Ceann amháin a fhéadann dul thar na Cruinne uair amháin agus do chách, agus deireadh a chur leis an díospóireacht chandamach.

Smaoiníonn tú ar bhealach chun an cáithnín a bhreathnú ar bhealach éigin agus cén scoilt a ndeachaigh sé tríd ach tar éis é a bhrath.

An féidir leat an toradh a thomhas?

Tá súil agam gur éirigh leat!

Fan le haghaidh an chéad suiteáil eile agus deiridh de mo shraith ar Fhisic Quantum!
Tá súil agam gur thug an píosa seo ort gach rud a cheap tú a chreid tú a cheistiú go críochnúil. An chéad uair eile a bheidh tú ag streachailt rud éigin a aimsiú le labhairt le do leath eile, ná téigh ar ais chuig do chuid fóin amháin, bain triail as seo! Táim cinnte gur plé an-bhríoch a bheidh ann go deimhin.
Más maith leat an t-alt seo, féach ar mo leathanach le haghaidh tuilleadh! Geallaim go bhfuil siad ar fad an-suimiúil!