Ställ era frågor om kvantmekanik

Det är ganska roligt att titta i gamla nummer av Popular mechanics (finns gratis på nätet) och se när moderna uppfinningar baserade på kvantmekanik dyker upp. Bilden av kvantmekanik och dess tillämpningar blir lite tydligare då.

Transistorn nämns för första gången i artikeln This capsule challenges the vacuum tube från september 1948. Det är kul att se vilka stapplande förklaringar man använder på något som nu varenda förstaårselev på ett tekniskt universitet kan och tillämpningar som nämns är telefoni och radio men inte datorer.

Bild: http://i56.tinypic.com/einww7.jpg


Lasern dyker upp första gången 1960 i en kort artikel med namnet Ruby that amplifies light. En av tillämpningarna som nämns är, och jag citerar, en "death ray". Det är dock kul att de spekulerar att telefoni och tv kan bäras på dessa ljuspulser vilket nu sker men av någon anledning tror de att stationerna från vilka signalerna skickas iväg "would be a spectacular sight, flashing colors like huge gaudy neon signs." Tyvärr verkar folk fått för sig att kapsla in lasrarna.

Bild: http://i51.tinypic.com/2zxw2sk.jpg

Titta i artiklarna, de är roliga!

Ja du, det är inte så enkelt att förklara vad kvantmekanik är men kanske kan man vad kvantmekanik "gör". Det är en teori som behövs för att förklara hur väldigt små objekt som molekyler, atomer och elektroner beter sig. I större system kan man ofta "gömma" den kvantmekaniska mikroskopiska grunden för fenomen genom att baka in dess effekter i någon konstant och man märker då inte av de anti-intuitiva fenomen som vi vanligen associerar med kvantmekanik.

Vad kvantmekanik är blir svårare att förklara. Man kanske kan säga att det är en teori där världen beskrivs av sannolikhetsfunktioner istället för definitiva positioner, hastigheter, etc som i klassisk fysik. Dessa funktioner beter sig till stor del som vanliga vågor vilket leder till att vi på mikroskopisk nivå ser vågfenomen även när vi betraktar partiklar. Vi kan exempelvis ta en elektron runt en atomkärna - den beskrivs av en våg och denna våg måste "passa ihop" runt ett varv vilket gör att vi bara kan ha vissa våglängder på elektronens sannolikhetsfunktion. Detta leder i sin tur till ett av kvantmekanikens kännetecken: energin för en elektron i en atom, och för mängder av andra system, är diskretiserad. Den kan alltså bara ha vissa värden. På makroskopisk nivå är hoppen mellan dessa värden så litet att vi inte (vanligtvis inte) märker det men på mikroskopisk nivå blir de jämförbart stora och vi får en mängd intressanta fenomen på grund av detta.

Läs på wikipedia!

godmorgon!

ja jag råkade upptäcka denna tråd och har en fråga!

Lustigt nog verkar den enda "disciplin" som hävdar att man kan använda kvantmekanikens effekter i vår värld vara: new age

Så till min fråga: Kan man använda (och kanske redan använder) kvantmekanik till något praktiskt, alltså utanför pappret så att säga?

Blott en sida bak hittar man

Har kvantmekanik nåt med parallella universum att göra? I så fall, på vilket sätt?

Det var intressant. Jag har ingen aning om vad det innebär, men att det skulle finnas en osäkerhet i korrelationerna mellan två 'entangled' partiklar låter ju rimligt. Det finns ju en osäkerhet i allt annat.

Bell's teorem diskuteras ofta i sådana här sammanhang, och den visar ju inte på absoluta korrelationer (t ex om den ena partikeln har en viss spinn så måste den andra ha en exakt angiven spinn) utan snarare på vissa sannolikheter.
http://en.wikipedia.org/wiki/Bell%27s_theorem
Jag tolkar det som att bells teorem redan tagit hänsyn till osäkerheten.. ?

Det är en vanligt tolkning av kvantfysiken.

Many Worlds-tolkningen kommer från Everetts 'relative state'. Idag talar man ofta om multiverse, och en som skriver mycket (och populärt) om detta är David Deutsch.
http://en.wikipedia.org/wiki/Many-worlds_interpretation

En variant som den wikiartikeln helt tycks ha missat är Feynmans 'all possible paths':
http://en.wikipedia.org/wiki/Path_integral_formulation
"The result is a sum over paths with a phase which is the quantum action."
alltså på överförenklad vardagspråk: i kvantvärlden tar de små kvantpartiklarna alla möjliga vägar samtidigt. [edit: denna idé kan alltså leda till vissa multiverse-tolkningar, men behöver inte göra det. Idén om ett multiverse är något som envist dyker upp i många tolkningar]


Min egen eviga favorit är Elitzur-Vaidmans bomb test. Om du vill testa en bomb utan att spränga den, låt den explodera i ett parallellt universum!
http://en.wikipedia.org/wiki/Elitzur%E2%80%93Vaidman_bomb-tester

Fattar inte riktigt

Man kan alltså ta reda på om en bomb kommer att explodera eller inte med hjälp av fotoner som passerar eller reflekteras av speglar. Hmm kan du uttveckla detta om du är mer insatt...

Det kan jag tyvärr inte. Jag är bara en populärvetenskapstorsk. Någon annan kanske?

Väldigt basic fråga ställd av en person med väldigt basic kunskaper om man säger så. En väninna undrar vad en kvantpartikel är. Googlade lite och kom inte fram till något bra tyvärr.

Vore oerhört tacksam om någon kunde reda ut begreppet kvantpartikel lite enkelt!

Tack!

Jag vet inte om man faktiskt kallar någon speciell grupp för "kvantpartiklar". Alla partiklar har s.k. kvanttal (t.ex. rörelsemängdsmoment, spin, o.s.v.), som skiljer dem åt. Så om jag förstått det hela rätt så kan du kalla alla partiklar för "kvantpartiklar".

Jag vet inte heller exakt vad detta ska betyda, men det kanske är en partikel som är så lätt att kvanteffekter ("vågrörelse") blir viktig? I vardagen är detta mest elektroner (som binder ihop alla molekyler i din kropp genom att deras vågfunktioner håller samman molekylerna), samt även väteatomkärnor. Tyngre atomkärnor än väte har inte så viktiga vågegenskaper och man behöver oftast inte tänka på dem som kvantpartiklar. Det är nämligen så att ju tyngre ett objekt är destå mindre viktiga blir kvanteffekter. Inuti atomkärnorna finns det dock kvarkar som är kvantpartiklar till allra högsta grad. Ibland (men inte så ofta) måste man även tänka sig ljus som kvantpartiklar (fotoner).