Ställ era frågor om kvantmekanik

ArXivbloggen hade en artikel att "knäcka" ett kommersiellt kvantkryptosystem som säljs. Det handlar om att dölja bruset från ens attack inom de experimentella brusnivåerna som systemet accepterar så det är ingen attack på den fundamentala fysiken men ändå intressant.

http://www.technologyreview.com/blog/arxiv/25189/

Varför går det inte att förena kvantmekaniken med relativitetsteorin?
Jag har inte läst hela tråden och vet inte om frågan kommit upp tidigare.

Våra mest exakta teorier för elementarpartiklar och deras växelverkan är s.k. kvantfältteorier och dessa är speciellt-relativistiska kvantmekaniska teorier, alltså inte förenade med allmän relativitetsteori (som förklarar gravitation). Problemet när du försöker kvantisera gravitationsfältet är att du får en icke-renormaliserbar teori, vilket ungefär betyder (i detta fall) att du får oändliga termer, pga av upprepad själv-interaktion, som du inte kan bli av med. Jag citerar wurraluk:



I denna tråd hittar du lite information om hur man räknar ut gravitationella effekter i kvantmekanik och varför det är svårt att kombinera allmän relativitetsteori med kvantmekanik:

http://www.flashback.org/showthread.php?t=386796

Vad är egentligen poängen med termsymboler?
Varför skriver man 2S+1 när bara "S" ger lika mycket information?

Det ingår i en kurs jag läser nu, man tar fram termsymbol typ för kalium i grundtillstånd ^2 S_(1/2). Jaha, ja, då vet jag det. Men vad är poängen? Enda jag ser är att man kan jämföra när det blir flera olika termsymboler vilken energy det är i till exempel spin orbital energy, men då måste man ändå räkna om 2S+1 till S.

Försökte verkligen läsa igenom tråden för att inte ställa samma fråga än en gång, men till sist orkade ja inte gå igenom alla sidorna.

Dock, Double Slit experimentet funkar det? Hur förklarar man det i så fall.

Taksam om svaret är i lekmanstermer då jag vare sig är fysiker eller matematiker. Såg att Gillian fick sig några kängor, så garanterat att jag inte kommer att utge mig för att vara naturvetare hahaha
Psykologi är mitt huvudämne inom Beteendevetenskap.

Här är i varje fall en ganska gullig film om nämnda experiment.

http://www.youtube.com/watch?v=wEzRd...rom=PL&index=1

Vad syftar begreppet våg-partikel dualitet på? Är det helt enkelt ett namn för det fenomen som observeras i mikrovärlden eller är det riktiga vågor vi talar om? Jag tänker lite så här, fenomenet bör vara omöjligt för oss människor att relatera till eftersom vi aldrig upplevt något sådant i vår "makrovärld" så våg-partikel är bara ett namn som vi kan relatera till men själva fenomenet är egentligen något helt annat.Detta annat kan i sin tur enbart beskrivas i termer av matematik.
Lite rörig frågeställning men hoppas du förstår vad jag syftar på.

2S+1 är visserligen spinnmultipliciteten (singlet, triplet, etc) men visst det ger ingen extra information förstås. Man anger nog spinnmultipliciteten av någon historisk orsak - står det 0 vet man direkt att vi har ett singlet-tillstånd.

Från en lekman till en annan, och i väntan på att någon mer pedagogisk svarar.

Partikeln har vågegenskaper, tills dess att man gör en mätning (observation) av den. Du kan inte göra en mätning på något utan att ändra dess egenskaper. Detta blir extra tydligt i D.S experimentet.

Men vad jag inte förstår är det som Thomas Campbell snackar om. Att om man gör samma mätning på partikeln, men struntar i att kolla resultatet dessa så beter sig partikeln som en vågform ändå... Hittar han på detta eller hur går detta ihop?

Även efter mätningen har den vågegenskaper.

Dessutom har det stor betydelse vilken typ av mätning man utför. Jag tror att du syftar på en lägesmätning, då vågen blir lokaliserad till en specifik punkt. Andra typer av mätningar kan ge vågen en välbestämd våglängd (inte en blandning av flera våglängder) eller entydigt spinn.

Tror det är detta som åsyftas

http://en.wikipedia.org/wiki/Wheeler...ice_experiment

Hör ni, nu jävlar asså!

Låt oss behandla de typiska referaten, vad gäller osannolikhet, som brukar dyka upp i kvantmekanikens anda. Exempelvis att man med en lyftkran och ett hårstrå KAN lyfta en elefant. Inte vidare sannolik, utan mer ofantligt osannolikt. Hihi. Precis, nu lämnar vi den där sannolika biten åt sidan, och går vidare. Jag menar att vi förbiser ett skeendes sannolikhetsgrad i praktisk mening. Alltså, vi betraktar osannolika saker som förmodligen aldrig inträffat, ej kommer inträffa eller sådant man knappt kan FÖRESTÄLLA sig inträffa!

Då så, inget käbbel om "osannolikt" hädanefter! (*)

Äh, rakt på sak: Vi har ett solsystem med sol och lite andra planeter osv. bla. bla. Hela skiten kan beskrivas med en KOPIÖS jobbig vågfunktion (och typiska Hamilton-operator för energibevarande).

0) Vipps så materialiseras en cykel (modell Crecent Herr med 149 växlar) mitt ute i solsystemet. Kan (remember (*) ovan) detta ske? Hur sker det isf.? Jag presenterar två möjligheter:

1) En kvantfluktuation skedde, men då den är tidsbegränsad så hmm.. Alltså (\Delta E \Delta t) \approx h/(2pi). Vad då "approximativt"? Finns det ingen övre, maximal gräns? Ostabilt, som Dr. Alban hade sagt.

2) Vissa elektroner, protoner, m.m., tunnlade omkring och skapade en cykeln. Den totala energin är fortfarande bevarad, om vi ser till den där onämnbara komplicerade vågfunktionen ovan. Alltså, med en het, energirik jävla sol och några planeter osv. finns det mycket valmöjligheter.

Raaaap!

Edit/tillägg: Jag var klen med frågeställning. Kan 0) ske? Om ja, är det möjligt att det sker via 1) eller 2)?

Ja 0) kan ske. Du behöver egentligen inte ta till kvantmekanik för att få till dessa fantastiska scenarior. I en gas av klassiska partiklar kan du räkna ut sannolikheter för väldigt osannolika konfigurationer - exempelvis att gaspartiklarna bildar en Musse Pigg-figur eller börjar röra sig till rytmerna av La isla bonita under några sekunder.

Osäkerhetsrelationen mellan tid och energi är ingen unik äkta osäkerhetsrelation. Osäkerhetsrelationen gäller mellan dynamiska variabler men tid inom kvantmekanik är inte en variabel utan en parameter. Man kan dock härleda ett antal olika relationer mellan tid och energi beroende på vad man tittar på. Säg nu att R är någon dynamisk variabel och E är energin, man kan då visa att

ΔR·ΔE ≥ ½·hbar·(d<R>/dt)

vilket kallas Mandelstam-Tamms olikhet, där <R> är väntevärdet av R. Låt oss nu definiera en karaktäristisk tid för variation av den dynamiska variabeln R,

τ = ΔR·(d<R>/dt)^(-1)

vilket ger osäkerhetsrelationen

ΔE*τ ≥ ½hbar.

Notera dock nu att ΔE är den statistiska osäkerheten i energi medan τ är en karaktäristisk tid för variation på någon dynamisk variabel R och således kan den i sig variera.

Man kan nu exempelvis tillämpa denna osäkerhetsrelation på tidsutvecklingen av olika kvantttillstånd - exempelvis övergången från ett tillstånd till ett ortogonalt tillstånd (spinn upp till spinn ned för en elektron eller något liknande). Slutsatsen är då (ungefär) att för tillstånd med väldefinierad energi sker förändringar långsamt medan de kan ske snabbt när osäkerheten i energi är större.

Du har rätt i att detta egentligen bara säger något om en minsta tid τ och egentligen inte ger en approximation för τ. Jag är nu inte helt säker men misstänker att många kvantsystem vi är intresserade av ligger ganska nära en minimiosäkerhetsnivå så att vi kan ersätta olikheten med en approximation. När man gör enkla beräkningar på realistiska system finner man ofta osäkerhetsprodukter som ligger nära den minimala.

Följande citat från wikipedia är relevant:

More accurately, when events transpire at shorter time intervals, there is a greater uncertainty in the energy of these events. Therefore it is not that the conservation of energy is violated when quantum field theory uses temporary electron-positron pairs in its calculations, but that the energy of quantum systems is not known with enough precision to limit their behavior to a single, simple history. Thus the influence of all histories must be incorporated into quantum calculations, including those with much greater or much less energy than the mean of the measured/calculated energy distribution.