Ställ era frågor om kvantmekanik

Kan rekommendera sökorden "open systems" och "quantum mechanics"...

open systems skall jag pröva men quantum mechanics känns nog lite brett för att läsa om just det ämnet. Tack.

Där fick jag så jag teg!

Thanks mate, blir till att läsa imorgon

En fråga angående grundläggande kvantmekanik:

Vad jag förstått utav debatten som förts angående kvantpartiklarna så finns flera olika förklaringsmodeller för hur dom "ser ut". Först har vi den klassiska bilden av en atom med elektronerna som "bollar" runt, sedan den med elektronerna som banor runt centrum, sedan som "sannolikhetsmoln" och slutligen (häri ligger frågan) som "extremt tenjbara ringar".

Jag (och antagligen flera med mig) sitter och klurar på om det inte finns någon universal partikelform som skulle kunna förklara dess olika beteenden vid dess "olika former".

Min fråga har gått till en professor i fysik vid LTH, men han trodde det "kunde finnas en annan partikel", eller att det fanns egenskaper i vakuum som inte riktigt hade klargjorts. Han nämde också det intressanta i hur mycket laddning per volym och vikt som olika partiklar hade och trodde att en stor del av svaret låg i det

Frågan är altså, kan man tänka sig att det finns fler, eller bättre, förklaringsmodeller för elektronen?

Det har nog många funderat på.

Man brukar ju ofta nämna att Einstein aldrig riktigt accepterade vissa aspekter av den kvantmekaniska tolkningen. Det som alternativa tolkningar brukar falla på är att de inte gör förutsägelser som kan verifieras experimentellt. De stämmer alltså inte med den verklighet vi ser.

Den kanske mest uppenbara svagheten med kvantmekanik är att det inte går att kvantisera gravitationsfältet, och få någonting som är tolkningsbart. Det är här som strängteorin kommer in, men den lider kanske lite av att man inte hittat något sätt att verifiera förutsägelserna med experimentella resultat. Vissa går ganska långt och hävdar, av just den här anledningen, att strängteori är filosofi mer än vetenskap, men det är nog att hårddra.

Men för att återkoppla till din fråga så kanske man kan säga att kvantmekaniken mer beskriver hur elektronen beter sig under vissa förutsättningar än förklarar vad den är.

Alla modeller och liknelser vi gör för att förstå hur den kvantmekaniska partiklen är, eller hur den ser ut, blir alltid felaktiga på åtminstone ett sätt.

Om vi ser den som en partikel som kretsar kring atomkärnan så faller vi platt. En laddning som rör sig i ett elektriskt fält skickar ut strålning, och en sådan elektron skulle alltså oundvikligen falla in mot kärnan och 'försvinna'.

Om vi skulle välja att se den som en stående tredimensionell våg förstår vi att den inte sänder ut strålning och inte faller in mot kärnan, men då får vi problem när vi skickar in strålning mot atomen och frigör elektronen. För den frigjorda elektronen kommer att bete sig som den partikel vi förkastade i det förra exemplet.

Vi får också problem med verklighetsförankringen när vi vet att elektronen som kretsar kring atomen har ett rörelsemängdsmoment som vi kan mäta, vilket alltså förutsätter att elektronen faktiskt rör sig kring kärnan, men när vi har dragit slutsatsen att den inte kan röra sig för då skulle den stråla som ett litet fyrtorn.

Eller betänk en s-orbital, som är sfäriskt symmetrisk och helt utan rörelsemängdsmoment. Hur tar sig en elektron i en sfärisk bana runt utan att ha ett rörelsemängdsmoment?

De här paradoxala bilderna är inte en svaghet i kvantmekaniken, utan en svaghet i mina beskrivningar av modellerna. Alltså, det är sättet jag väljer att porträttera elektronen med som bara till viss del stämmer med verkligheten och den kvantmekaniska formuleringen. Sanningen, sådan vi känner den, finns i de matematiska formlerna.

Lyckas jag svara på din fråga eller är det bara svammel?

Svaret är väl ungefär vad jag har fått berättat för mig. Och jag har en känsla av att det är det bästa svaret jag kan få. För att få ett bättre svar tror jag det behövs ett vetenskapligt genombrott, vilket tyvärr verkar vara ganska svårt (jag tänker på gravitonforskningen som verkar vara ha stora problem, och de indicier om ljusets hastighets föränderlighet)

Passar på att utnyttja denna tråden lite till.

En gammal artikel jag läste tog upp ämnet med tyngre hadroner och skrev om hur man hade upptäckt hadroner som bestod av 5 stycken kvarkar. Om detta skulle stämma så är det ju konstigt att man inte har hört mer om ämnet.
Är dessa hadroner möjliga?
Om inte, har det varit något falsk larm om tyngre hadroner eller var det bara en skit artikel?

Jag läste i en gammal tråd här i forumet om kvantegenskapen spinn där evolute uttryckte det såhär:
Hur går detta egentligen ihop med det interferensmönster (som har bilateral symmetri) som vi får i ett dubbelspaltexpeiment med t.ex. elektroner?

Symmetrin i det här fallet gäller ett system av identiska partiklar. Om du då "byter plats" på två av partiklarna så kommer vågfunktionen att vara identiskt den samma för bosoner, men byta tecken för fermioner.

Antag att du har två partiklar, 1 och 2, i tillstånden A och B så att du har enpartikelvågfunktionerna φA(r1) och φB(r2). Den totala vågfunktionen blir då

ψ(r1,r2) = φA(r1)φB(r2).

Men om partiklarna är identiska så kan du aldrig säga att partikel 1 är i A och partikel 2 i B eller tvärtom. Den korrekta vågfunktionen är därför en linjärkombination av ψ(r1,r2) och ψ(r2,r1)

ψ±(r1,r2) = C(ψ(r1,r2) ± ψ(r2,r1))

där - är för fermioner och + är för bosoner (C är en normaliseringskonstant). Det går att generaliser för N-partikelsystem och då är det alltså ett parvis "platsbyte" som gäller.

I dubbelspalt-experimentet räknar man ju oftast med en-partikel-tillstånd så mönstrets symmetri har ju egentligen inget med detta att göra.

zek har säkert en annan förklaring...

Haha, men den här förklaringen var mkt godtagbar ifrån min sida iaf
Tackar.

Nej, du knep min

Fast jag blev osäker just när det kom till dubbel-spalts interferens, ville inte säga att paritet inte påverkar experimentet eftersom det inte är givet att pariteten kommuterar med 'splitting-operatorn'.

Men då kan man ju gardera sig och säga att det är enkel-partikel interferens, men finns det något sådant?

I två-partikel interferens spelar pariteten roll, men jag låter det hänga i luften så länge. Knepig fråga....

Ja, i teorin är det väl vanligaste sättet men experimentellt tror jag det ibland kan vara problematiskt att förbereda äkta nummertillstånd (för fotoner då) och man får nog ofta koherenta tillstånd (med väntevärde på nummeroperatorn = 1). För ex. elektroner så har vi ju experiment med "en åt gången" i ex:

Tonomura, A., Endo, J., Matsuda, T., and Kawasaki, T.: "Demonstration of single-electron buildup of an interference pattern,'' Am. J. Phys 57 (2), pp. 117-120.)

Fast jag kanske missförstod dig?

Dessutom så är det ju vågfunktionen som är anti-symmetrisk och det vi detekterar är ju beloppet i kvadrat så eventuell antisymmetri skulle aldrig påverka de bilaterala symmetrin som HundKattRäv talar om.

Får inte glömma att tacka för läsningen också. Det var mkt bra text i den tråden som du och Gaussbonnet stod för, http://www.flashback.org/showthread.php?t=390005&page=3 .