Deeltjes, Golfjes en Verstrengeling

[HTT-Thalan]

Introductie: Ik ben vrij technisch, had altijd negens en tienen voor scheikunde maar ben minder goed in wiskunde en dan specifiek (lange) formules & vergelijkingen.
Enkele onderwerpen die mij al jaren uitermate fascineren zijn de relativiteitstheorie, quantumtheorie en particle physics in het algemeen. Ik probeer er dan ook zo veel mogelijk over te lezen/zien zonder in formules te verzanden. Ik wil graag begrijpen hoe het werkt en zou het geweldig vinden als er quantumcomputers zouden komen (de mogelijkheden zouden eindeloos zijn) maar ik zie nog wat gaten in de theorie.


Vanavond was er een programma op Discovery genaamd 'beyond the cosmos' en het ging specifiek over quantum entanglement - deeltjesverstrengeling en deeltjes/golven.

Hun verhaal begon met een bowlingbaan, als analogie voor het 'twin slit' experiment - in plaats van pinnen staat er op het eind van de baan een papieren 'vangscherm' en vooraan een plaat met 2 gaten erin. Normaal zouden alle bowlingballen die door één van de twee 'spleten' gegooid worden op twee correlerende locaties in het vangscherm achteraan de baan terecht komen. De eerste 2 ballen (één voor elke spleet) maken dus een gat in het vangscherm waar de volgende ballen dus doorheen blijven schieten zonder de rest van het vangscherm te raken.

Herhaal je het experiment echter met lichtdeeltjes, dan krijg je een patroon op het vangscherm dat niet overeenkomt met de twee spleten vooraan de baan - je krijgt een gespreid patroon dat eerder overeenkomt met de sporen van een golfbeweging, aan de hand waarvan men in ieder geval wel een kans (in percentages) weer kan geven dat een geschoten deeltje op een bepaalde plaats terecht komt, maar geen absolute zekerheid.

Hun conclusie daaruit is dat de positie van een deeltje variabel is totdat je de meting verricht - vanaf dat moment is de positie bepaald.

Dat is op zich logisch. Als ik een loden bal weggooi ligt zijn eindpositie pas vast als hij tot stilstand komt in bijvoorbeeld het gras. Mocht ik door een vreemde hersenafwijking niet in staat zijn ronde vormen waar te nemen, zou ik de positie van de bal in zijn traject op bepaalde punten kunnen vastleggen door grote papieren schermen neer te zetten - ik zou dan aan de gaten kunnen bepalen waar de bal op dat moment was. De (kleine) weerstand die een papieren scherm biedt tegen deze loden bal beïnvloedt het traject echter wél.

Ga ik de verhoudingen veranderen (de papieren schermen worden hout en de bal is nu een pingpongballetje) dan bepaalt de meting mijn traject ineens wel heel sterk, zo sterk dat het voor mij erg merkbaar word: de bal eindigt bij het eerste scherm, zonder scherm (meting) was de bal veel verder gevlogen.


Omdat lichtdeeltjes zo ontzettend licht (no pun intended ) zijn, is het dus nogal wiedes dat je hun positie 'vastlegt' met een meting - er zijn nu eenmaal geen metingen te verzinnen die geen invloed uitoefenen op het te meten object.


Ik weiger echter te accepteren dat het deeltje 'overal had kunnen zijn' totdat jij zijn positie 'bepaalde' met jouw meting. Het deeltje had wel degelijke een voorbepaald traject, dit traject lag al vast vanaf het moment dat het deeltje afgevuurd werd, eventueel onderweg beïnvloed door magnetische velden, rondvliegende deeltjes waar het mee botst, etc. Dat jij dat traject tot een einde brengt door het deeltje op te vangen of wijzigt door het deeltje door een scherm te laten reizen (aldus de positie op dat moment aantonend) betekent toch zeker niet dat het hele traject voor de meting over alle mogelijke routes tegelijk verliep? Kanstechnisch gezien uiteraard wel, maar fysiek niet.

Net als Schrödingers poezenexperiment: Dat jij pas na het openen van het deksel ontdekt of de poes al dan niet overleden is, betekent toch niet dat die poes tegelijkertijd dood en levend was voor jij het deksel optilde? Dat atoom is wel of niet vervallen op een bepaald moment, daar heb jij geen invloed over, je kunt gewoon niet over alle meetinformatie beschikken om het moment waarop het gebeurt, te voorspellen!


Tweede onderwerp in het programma: Verstrengeling. Ik ga ervanuit dat de mensen die hier willen reageren er minstens zoveel (zo niet meer) vanaf weten dan ik, dus ik ga het principe niet helemaal uitleggen, maar het komt erop neer dat men stelt dat wanneer twee deeltjes verstrengeld zijn, ze dat blijven, ongeacht de afstand die jij er daarna tussen creëert. Als jij vervolgens een meting doet op een deeltje en daarmee (volgens de theorie) zijn positie of 'spin' (het voorbeeld in het programma) vastlegt, bepaal jij die waarde ook direct voor het andere deeltje, maar dan omgekeerd.

Ik wil niet tegen de theoriën van enkele van de grootste geleerden van ons tijdperk ingaan, maar ik denk dat het gewoon hogwash is . Het zou geweldig zijn als het kon uiteraard (ze speculeren o.a. over de theoretische inzetbaarheid voor teleportatie) maar ik denk dat de eigenschappen van de deeltjes in kwestie al voor het scheiden bepaald is - dat is volgens mij juist inherent aan het hele principe van verstrengeling. Als ik twee magneten bij elkaar leg raken ze ook verstrengeld met elkaar, noord- tegen zuidpool.

Ik vergelijk het even voor de simpelheid (mijn simpelheid ) met twee theoretisch wrijvingsloze vliegwielen. Eentje heeft reeds een moment (draaing) en als ik deze twee tegen elkaar hou, zal het tweede wiel tegengesteld gaan draaien. Stel nu eens dat ze zo ontzettend snel draaien dat het voor het blote oog niet vast te stellen valt in welke richting ze draaien.

Al draaiende, haal ik ze van elkaar los en breng er eentje weg naar een compleet andere locatie. Wil ik kunnen waarnemen in welke richting mijn wiel draait, moet ik het afremmen. Dat doe ik tot op het punt dat ik de draairichting kan zien. De theorie impliceert dus dat ik daarmee direct de draairichting van het andere wiel (ver weg) vastleg, terwijl die al die tijd al bepaald wás, maar ik kon het niet waarnemen.


Nu beschrijft het programma in kwestie dat via 'experimenten' is aangetoond dat de door mij gemaakte vergelijking mank gaat. Ze hebben aangetoond dat de mate van communicatie die er toch verondersteld word te zijn tussen de verstrengelde deeltjes de grenzen te buiten gaat van wat onbekende, vooraf bepaalde factoren, kunnen bepalen - maar die worden niet beschreven. Kort door de bocht stelt men: 'we hebben het achteraf getest, het blijkt toch te kunnen kloppen'. En dat is voor mij niet voldoende, ik wil in een even zo simpele analogie als eerder met de bowlingbaan gedaan werd, kunnen terugvinden waarom die theorie dan wel mogelijk blijkt te zijn.

Ik denk dat de theorie van verstrengeling niks waard is, ongeacht de afstand tussen twee deeltjes, omdat het feit dat zo ooit wel lokaliteit hebben genoten (ze zijn immers op een bepaald punt een verstrengeld paar geworden) de mogelijkheid creëert dat ze tegenovergestelde waardes hebben kunnen vormen, net zoals de magneten: eentje pakt zuid, de andere noord.

Ik wil best accepteren als het kan, maar wie kan het me uitleggen?

[ Voor 3% gewijzigd door HTT-Thalan op 21-03-2012 21:20 ]

[Dysmael]

HTT-Thalan schreef op woensdag 21 maart 2012 @ 20:48:
.... maar ik zie nog wat gaten in de theorie.

Je begrijpt zelf hoop ik dat je er ver naast zit hiermee en dat enige gaten die je zelf denkt te herkennen voortkomen uit gebrek aan kennis over het onderwerp?

Hun conclusie daaruit is dat de positie van een deeltje variabel is totdat je de meting verricht - vanaf dat moment is de positie bepaald.

Dat was niet 'hun' conclusie maar is het cumulatief van circa 100 jaar experimentele wetenschap op het gebied van quantum mechanica.

Dat is op zich logisch.

Dat is juist niet 'logisch'

Als ik een loden bal weggooi ligt zijn eindpositie pas vast als hij tot stilstand komt in bijvoorbeeld het gras. Mocht ik door een vreemde hersenafwijking niet in staat zijn ronde vormen waar te nemen, zou ik de positie van de bal in zijn traject op bepaalde punten kunnen vastleggen door grote papieren schermen neer te zetten - ik zou dan aan de gaten kunnen bepalen waar de bal op dat moment was. De (kleine) weerstand die een papieren scherm biedt tegen deze loden bal beïnvloedt het traject echter wél.

Leuk bedacht maar dit gaat in de wereld van quantum mechanica dus niet op. De manier waarop wij als mens denken werkt inderdaad zo. Maar experimenten tonen aan dat in de wereld van het kleine (subatomische) de natuurwetten zoals wij ze in onze hersenen geprogrammeerd hebben zitten helemaal niet opgaan.

Omdat lichtdeeltjes zo ontzettend licht (no pun intended ) zijn, is het dus nogal wiedes dat je hun positie 'vastlegt' met een meting - er zijn nu eenmaal geen metingen te verzinnen die geen invloed uitoefenen op het te meten object.

Dat had men 80 jaar geleden ook wel in de gaten hoor. Er zijn echter ook metingen gedaan waarbij de detectoren wel waren aangesloten, maar er geen informatie werd opgeslagen. Toen gedroegen de electronen (je hebt het zelf over fotonen. Bij mijn weten gaat het echter om electronen maar ik zal waarschijnlijk wel door iemand gecorrigeerd worden hierin) zich ook als een golf. Terwijl toch echt de detectoreren dezelfde invloed hadden moeten uitoefenen.

Ik weiger echter te accepteren dat het deeltje 'overal had kunnen zijn' totdat jij zijn positie 'bepaalde' met jouw meting. Het deeltje had wel degelijke een voorbepaald traject, dit traject lag al vast vanaf het moment dat het deeltje afgevuurd werd, eventueel onderweg beïnvloed door magnetische velden, rondvliegende deeltjes waar het mee botst, etc. Dat jij dat traject tot een einde brengt door het deeltje op te vangen of wijzigt door het deeltje door een scherm te laten reizen (aldus de positie op dat moment aantonend) betekent toch zeker niet dat het hele traject voor de meting over alle mogelijke routes tegelijk verliep? Kanstechnisch gezien uiteraard wel, maar fysiek niet.

Er zijn maar enkele wetenschappers in de wereld die enigszins kunnen bevatten hoe quantum mechanica werkt. Het zou volgens mij eerder zo moeten zijn dat je dit wel moet accepteren, en tevens moet accepteren dat jouw brein niet in staat is om dit te snappen. En met jou 99,99999999% van de wereldbevolking. Onze (menselijke) hersenen zijn door de eeuwen heen geprogrammeerd om de zichtbare wereld om ons heen te kunnen begrijpen. Simpel maar doeltreffend voorbeeld: Jij wil in een grot naar binnen, maar er ligt een rots voor. Door de manier waarop jouw hersenen zijn geprogrammeerd kan jij dit probleem oplossen. Pas sinds de vorige eeuw zijn we als mensheid enigszins in aanraking gekomen met het subatomische en de quantum mechanica.

Net als Schrödingers poezenexperiment: Dat jij pas na het openen van het deksel ontdekt of de poes al dan niet overleden is, betekent toch niet dat die poes tegelijkertijd dood en levend was voor jij het deksel optilde? Dat atoom is wel of niet vervallen op een bepaald moment, daar heb jij geen invloed over, je kunt gewoon niet over alle meetinformatie beschikken om het moment waarop het gebeurt, te voorspellen!

Ik raad je aan je hier verder in te verdiepen. Je hebt het concept niet goed begrepen.

Wikipedia: Schrödinger's cat

Tweede onderwerp in het programma: Verstrengeling. Ik ga ervanuit dat de mensen die hier willen reageren er minstens zoveel (zo niet meer) vanaf weten dan ik, dus ik ga het principe niet helemaal uitleggen, maar het komt erop neer dat men stelt dat wanneer twee deeltjes verstrengeld zijn, ze dat blijven, ongeacht de afstand die jij er daarna tussen creëert. ..........Ik wil niet tegen de theoriën van enkele van de grootste geleerden van ons tijdperk ingaan, maar ik denk dat het gewoon hogwash is . Het zou geweldig zijn als het kon uiteraard (ze speculeren o.a. over de theoretische inzetbaarheid voor teleportatie) maar ik denk dat de eigenschappen van de deeltjes in kwestie al voor het scheiden bepaald is - dat is volgens mij juist inherent aan het hele principe van verstrengeling. Als ik twee magneten bij elkaar leg raken ze ook verstrengeld met elkaar, noord- tegen zuidpool.

Wederom trek je alles compleet uit verband. Quantumverstrengeling is niet alleen een theorie (zoek even op wat dit woord betekend, je verward het volgens mij met de term 'hypothetisch') maar ook in verschillende experimenten aangetoond.

Ik vergelijk het even voor de simpelheid (mijn simpelheid ) met twee theoretisch wrijvingsloze vliegwielen. Eentje heeft reeds een moment (draaing) en als ik deze twee tegen elkaar hou, zal het tweede wiel tegengesteld gaan draaien. Stel nu eens dat ze zo ontzettend snel draaien dat het voor het blote oog niet vast te stellen valt in welke richting ze draaien.

Al draaiende, haal ik ze van elkaar los en breng er eentje weg naar een compleet andere locatie. Wil ik kunnen waarnemen in welke richting mijn wiel draait, moet ik het afremmen. Dat doe ik tot op het punt dat ik de draairichting kan zien. De theorie impliceert dus dat ik daarmee direct de draairichting van het andere wiel (ver weg) vastleg, terwijl die al die tijd al bepaald wás, maar ik kon het niet waarnemen.

Je kan dit niet schalen naar de fysieke wereld zoals jij hem zelf waarneemt. Enig vergelijk wat je zelf denkt te kunnen maken op deze manier is vrijwel per definitie al onjuist. In wetenschappelijke programma's worden altijd heel leuk analogen bedacht maar dat is enkel bedoeld om jou als 'gemiddelde kijker' in hapklare brokken vermaak te bieden.

Nu beschrijft het programma in kwestie dat via 'experimenten' is aangetoond dat de door mij gemaakte vergelijking mank gaat. Ze hebben aangetoond dat de mate van communicatie die er toch verondersteld word te zijn tussen de verstrengelde deeltjes de grenzen te buiten gaat van wat onbekende, vooraf bepaalde factoren, kunnen bepalen.

Maar die worden niet beschreven. Kort door de bocht stelt men: 'we hebben het achteraf getest, het blijkt toch te kunnen kloppen'. En dat is voor mij niet voldoende, ik wil in een even zo simpele analogie als eerder met de bowlingbaan gedaan werd, kunnen terugvinden waarom die theorie dan wel mogelijk blijkt te zijn.

Ik wil best accepteren als het kan, maar wie kan het me uitleggen?

Niemand kan het je uitleggen. Misschien als je zelf 20 jaar lang quantummechanica op het hoogste niveau hebt gestudeerd dat je het zelf een heel klein beetje zal kunnen bevatten. Tot die tijd: Vooral die drang naar informatie en beargumentatie aanhouden maar blijf wel goed beseffen dat het reëeler is dat jij het zelf niet snapt, dan dat jij het juist wel snapt maar de rest van de (wetenschappelijke) wereld niet.

[Henk007]

Het probleem is dat mensen telkens weer proberen om kwantummechanica te begrijpen aan de hand van voorbeelden of analogieën uit het gewone (Newtonse) wereld. Helaas, dat lukt niet.
Je zult je eerst de mathematische toolbox eigen moeten maken om een dieper inzicht te krijgen. En het is vaak contra-intuïtief, maar het zij zo, dat rolt uit de wiskunde.

disclaimer: ik pretendeer hier niet bovengenoemde kennis in huis te hebben, maar ik heb me erbij neergelegd dat het buiten mijn bereik ligt

edit:
Als we het over wetenschappelijke TV programma's hebben, wil ik Through the Wormhole aanbevelen. De beste science serie die ik gezien heb.
IMDB: Through the Wormhole (TV Series 2010)

[ Voor 36% gewijzigd door Henk007 op 21-03-2012 21:46 ]

[Mutatie]

Oef, zo in de eerste gedachte hierover kan ik enkel zeggen dat het zo zou zitten. Elk deeltje in de cosmos heeft een unieke energiewaarde, 2 deeltjes kunnen nooit dezelfde waarde hebben. Veranderd de waarde van 1 deeltje dan veranderd de waarde van elk deeltje in de gehele cosmos.
Dit is geloof ik wat quantum entanglement inhoud, hoe het zit met 2 deeltjes die entangled zijn weet ik eigenlijk niet goed.

Goede docu's hierover zijn oa.
BBC everything and nothing
BBC horizon: what on earth is wrong with gravity
BBC horizon: what is reality
BBC shock and awe: The story of electricity
Chemistry, A Volatile History
(ik zou dan eerst de laatste 2 kijken, maakt het duidelijker waar de rest vandaan komt)


Trough the wormhole vind ik dus weer een van de mindere docu's. Het is mooi gemaakt maar zo enorm gekleurd, en dan zeg ik nog niks over het religieuze tintje.

[ Voor 20% gewijzigd door Mutatie op 21-03-2012 21:50 ]

[HTT-Thalan]

RolfLobker schreef op woensdag 21 maart 2012 @ 21:33:
[...]

Je begrijpt zelf hoop ik dat je er ver naast zit hiermee en dat enige gaten die je zelf denkt te herkennen voortkomen uit gebrek aan kennis over het onderwerp?

Ab-so-luut. Ik hoopte dat ook al een beetje aangegeven te hebben, mezelf bewust zijnde van het feit dat de manier waarop ik 'mijn' overtuiging etaleer wel aanspoort tot het aangaan van de discussie, zoals jij nu doet, en waar ik blij mee ben.

[...]
Dat was niet 'hun' conclusie maar is het cumulatief van circa 100 jaar experimentele wetenschap op het gebied van quantum mechanica.

Dat ik kort door de bocht ga, wist ik zelf ook wel al .

[...]
Dat is juist niet 'logisch'

[...]

Leuk bedacht maar dit gaat in de wereld van quantum mechanica dus niet op. De manier waarop wij als mens denken werkt inderdaad zo. Maar experimenten tonen aan dat in de wereld van het kleine (subatomische) de natuurwetten zoals wij ze in onze hersenen geprogrammeerd hebben zitten helemaal niet opgaan.

In een eerdere uitzoekwoede van me (waarin in ik een opwelling en ijdele hoop de door jou beschreven hapklare brokken te vinden het boek 'QED', gebaseerd op het werk van Feynman heb gekocht) heb ik me een duidelijk beeld kunnen vormen van waarom Quantumcomputers zo enorm niet lijken op de traditionele computers die wij nu hebben, hoe een Qubit schematisch weergegeven kan worden en hoe je met enkele Qubits onwaarschijnlijk grote berekeningen kunt uitvoeren.

Ik kan absoluut inzien waarom wij (ik in dit geval) een aangepaste denkwijze zouden moeten adopteren om dit te gaan begrijpen, maar dat is niet iets wat je van de een op de andere dag doet, maar moet je langzaam naartoe werken.

[...]
Dat had men 80 jaar geleden ook wel in de gaten hoor. Er zijn echter ook metingen gedaan waarbij de detectoren wel waren aangesloten, maar er geen informatie werd opgeslagen. Toen gedroegen de electronen (je hebt het zelf over fotonen. Bij mijn weten gaat het echter om electronen maar ik zal waarschijnlijk wel door iemand gecorrigeerd worden hierin) zich ook als een golf. Terwijl toch echt de detectoreren dezelfde invloed hadden moeten uitoefenen.

Een detector vangt iets op, in de meeste gevallen een vorm van straling zoals licht of hitte. De detector mag dan uitstaan, het op te vangen signaal is dan toch nog steeds aanwezig? Hoe kun je het gedrag en/of verloop van een golf/deeltje meten zonder een signaal op te vangen? Kun je uitwijden over een van de experimenten die je hier beschrijft?

[...]

Er zijn maar enkele wetenschappers in de wereld die enigszins kunnen bevatten hoe quantum mechanica werkt. Het zou volgens mij eerder zo moeten zijn dat je dit wel moet accepteren, en tevens moet accepteren dat jouw brein niet in staat is om dit te snappen. En met jou 99,99999999% van de wereldbevolking. Onze (menselijke) hersenen zijn door de eeuwen heen geprogrammeerd om de zichtbare wereld om ons heen te kunnen begrijpen. Simpel maar doeltreffend voorbeeld: Jij wil in een grot naar binnen, maar er ligt een rots voor. Door de manier waarop jouw hersenen zijn geprogrammeerd kan jij dit probleem oplossen. Pas sinds de vorige eeuw zijn we als mensheid enigszins in aanraking gekomen met het subatomische en de quantum mechanica.

Ik wil de theorie best accepteren, maar ik weiger te accepteren dat ik iets niet zou kunnen begrijpen, al kan de tijd die iemand ervoor nodig heeft natuurlijk sterk variëren.

[...]

Ik raad je aan je hier verder in te verdiepen. Je hebt het concept niet goed begrepen.

Wikipedia: Schrödinger's cat

Uit die wiki:

De uitsmering van mogelijkheden over het veld der waarschijnlijkheid betekent dus dat zolang de doos dicht is, de kat tegelijkertijd zowel in leven als dood kan zijn. Zolang er geen observatie mogelijk is, is het niet anders te zeggen.

Hij kan wel of niet dood zijn, statistisch gezien klopt dat, maar als jij een dat beest (normale levensbehoeftes even daargelaten) een jaar of pakemweg 50 in die doos laat zitten is er allang verval opgetreden met als gevolg een dode kat. Stel dat dit na 10 jaar gebeurt, ligt er in de 40 jaar daarna een dode kat in de doos, welke voor jou nog in een 'superstaat' zit tot jij het deksel 40 jaar later opentrekt. De eigenlijke kat heeft zich nooit in een echte superstaat bevonden, die is gewoon op een bepaald punt overleden en dus overgegaan van staat 1 naar staat 0.

[...]

Wederom trek je alles compleet uit verband. Quantumverstrengeling is niet alleen een theorie (zoek even op wat dit woord betekend, je verward het volgens mij met de term 'hypothetisch') maar ook in verschillende experimenten aangetoond.

[...]

Je kan dit niet schalen naar de fysieke wereld zoals jij hem zelf waarneemt. Enig vergelijk wat je zelf denkt te kunnen maken op deze manier is vrijwel per definitie al onjuist. In wetenschappelijke programma's worden altijd heel leuk analogen bedacht maar dat is enkel bedoeld om jou als 'gemiddelde kijker' in hapklare brokken vermaak te bieden.

Laat ik dan in ieder geval najagen zo dicht mogelijk bij de waarheid te komen, want ik ben niet geschikt voor een carriëre in de wetenschap . Analogiën zijn maar analogiën, maar er zit meestal wel een kern van waarheid in.

[...]


Niemand kan het je uitleggen. Misschien als je zelf 20 jaar lang quantummechanica op het hoogste niveau hebt gestudeerd dat je het zelf een heel klein beetje zal kunnen bevatten. Tot die tijd: Vooral die drang naar informatie en beargumentatie aanhouden maar blijf wel goed beseffen dat het reëeler is dat jij het zelf niet snapt, dan dat jij het juist wel snapt maar de rest van de (wetenschappelijke) wereld niet.

Vandaar dus het topic, ik weet dat er veel mensen op dit forum rondzwerven die er honderd maal meer vanaf weten, en ik hoop er, al is het maar drie regels, wijzer door te worden.

[Dysmael]

HTT-Thalan schreef op woensdag 21 maart 2012 @ 22:00:
[...]
Een detector vangt iets op, in de meeste gevallen een vorm van straling zoals licht of hitte. De detector mag dan uitstaan, het op te vangen signaal is dan toch nog steeds aanwezig? Hoe kun je het gedrag en/of verloop van een golf/deeltje meten zonder een signaal op te vangen? Kun je uitwijden over een van de experimenten die je hier beschrijft?

[...]

Ik ben niet de aangewezen persoon om echt dieper op de materie in te gaan (pun intended). Ik kan je van harte een reeks youtube filmpjes aanbevelen:

de overige delen ga ik hier niet embedden om vervuiling te voorkomen

[...]maar ik weiger te accepteren dat ik iets niet zou kunnen begrijpen[...]

Heel goed! Zulke opmerkingen wordt ik altijd gelukkig van

Uit die wiki:

De uitsmering van mogelijkheden over het veld der waarschijnlijkheid betekent dus dat zolang de doos dicht is, de kat tegelijkertijd zowel in leven als dood kan zijn. Zolang er geen observatie mogelijk is, is het niet anders te zeggen.

Hij kan wel of niet dood zijn, statistisch gezien klopt dat, maar als jij een dat beest (normale levensbehoeftes even daargelaten) een jaar of pakemweg 50 in die doos laat zitten is er allang verval opgetreden met als gevolg een dode kat. Stel dat dit na 10 jaar gebeurt, ligt er in de 40 jaar daarna een dode kat in de doos, welke voor jou nog in een 'superstaat' zit tot jij het deksel 40 jaar later opentrekt. De eigenlijke kat heeft zich nooit in een echte superstaat bevonden, die is gewoon op een bepaald punt overleden en dus overgegaan van staat 1 naar staat 0.


[...]

Je laat je er nu weer toe verleiden om een quantummechanica te schakelen naar newtoniaanse fysica. Het idee is niet bedoeld als voorbeeld maar juist om de absurditeit ervan te illustreren.

Uit diezelfde wiki:

You are the only contemporary physicist, besides Laue, who sees that one cannot get around the assumption of reality, if only one is honest. Most of them simply do not see what sort of risky game they are playing with reality—reality as something independent of what is experimentally established. Their interpretation is, however, refuted most elegantly by your system of radioactive atom + amplifier + charge of gunpowder + cat in a box, in which the psi-function of the system contains both the cat alive and blown to bits. Nobody really doubts that the presence or absence of the cat is something independent of the act of observation.

Vandaar dus het topic, ik weet dat er veel mensen op dit forum rondzwerven die er honderd maal meer vanaf weten, en ik hoop er, al is het maar drie regels, wijzer door te worden.

Persoonlijk denk ik dat je sneller wijzer wordt door je tijd te gebruiken voor het volgen van de vele lezingen hierover die je bv op youtube kan vinden. De lezingen van Leonard Susskind vind ik altijd zéér boeiend en kijken tot op zekere hoogte nog makkelijk weg:

[ Voor 23% gewijzigd door Dysmael op 21-03-2012 23:11 ]

[Dysmael]

Mutatie schreef op woensdag 21 maart 2012 @ 21:40:
Oef, zo in de eerste gedachte hierover kan ik enkel zeggen dat het zo zou zitten. Elk deeltje in de cosmos heeft een unieke energiewaarde, 2 deeltjes kunnen nooit dezelfde waarde hebben. Veranderd de waarde van 1 deeltje dan veranderd de waarde van elk deeltje in de gehele cosmos.
Dit is geloof ik wat quantum entanglement inhoud, hoe het zit met 2 deeltjes die entangled zijn weet ik eigenlijk niet goed.

Goede docu's hierover zijn oa.
BBC everything and nothing
BBC horizon: what on earth is wrong with gravity
BBC horizon: what is reality
BBC shock and awe: The story of electricity
Chemistry, A Volatile History
(ik zou dan eerst de laatste 2 kijken, maakt het duidelijker waar de rest vandaan komt)


Trough the wormhole vind ik dus weer een van de mindere docu's. Het is mooi gemaakt maar zo enorm gekleurd, en dan zeg ik nog niks over het religieuze tintje.

Leuke opsomming van BBC Docu's. Maar volgens mij vergeet je de belangrijkste: The Atom

'Through the wormhole vind ik enigszins vermakend maar inderdaad iets teveel op de Amerikaanse markt gericht, zo het lijkt. In datzelfde straatje valt ook 'The Universe'. Die laatste kan ik echter wel boven 'Through the wormhole' aanbevelen.

Edit: Zojuist dit interessante filmpje tegengekomen:

Edit 2: Ook zéér interessant leesvoer:
Wikipedia: Delayed choice quantum eraser

[ Voor 9% gewijzigd door Dysmael op 21-03-2012 23:56 ]

[Verwijderd]

HTT-Thalan schreef op woensdag 21 maart 2012 @ 20:48:

Hun conclusie daaruit is dat de positie van een deeltje variabel is totdat je de meting verricht - vanaf dat moment is de positie bepaald.

Dat is op zich logisch. Als ik een loden bal weggooi ligt zijn eindpositie pas vast als hij tot stilstand komt in bijvoorbeeld het gras. Mocht ik door een vreemde hersenafwijking niet in staat zijn ronde vormen waar te nemen, zou ik de positie van de bal in zijn traject op bepaalde punten kunnen vastleggen door grote papieren schermen neer te zetten - ik zou dan aan de gaten kunnen bepalen waar de bal op dat moment was. De (kleine) weerstand die een papieren scherm biedt tegen deze loden bal beïnvloedt het traject echter wél.

Als je een loden bal weggooid, kan je zijn eindpositie bepalen op het moment dat hij je hand verlaat. Dit is natuurlijk niet zo heeel eenvoudig omdat je met vrij veel variabelen rekening moet houden.

Waar je bij deeltjes rekening mee moet houden is de onzekerheidsrelatie van Heisenberg. Deze zegt dat je bepaalde paren van grootheden niet tegelijkertijd kunt meten. Bijvoorbeeld plaats en impuls, zo kan je de impuls meten, maar als je dit doet kan je de plaats niet meten en andersom natuurlijk. Energie en tijd is een ander voorbeeld, als je de energie van een deeltje meet, kan je zijn positie in de tijd niet bepalen.

[link0007]

En precies daarom (en de verwante De Broglie golven) zorgen ervoor dat de baan van de deeltjes door de sleuven altijd een kansberekening is, waar de golf eigenlijk de kansverdeling weergeeft voor de baan van het voorwerp. Dit heeft als gevolg, zoals boven te zien is, dat je indien je genoeg deeltjes afschiet, altijd aan de kansverdeling zal voldoen, waardoor je een interferentiepatroon krijgt.
De kansverdeling geldt echter niet wanneer je meet welk pad de deeltjes nemen. In dat geval staat het namelijk vast door welke gleuf de deeltjes moeten, waardoor de golf van mogelijke paden inklapt. Hoe observatie en werkelijkheid samenhangen is dan de grote vraag, maar dat is er een voor filosofen en theoretici, want dat gaat de waarneming natuurlijk te boven (tenzij de wetenschap slimme manieren bedenkt om het indirect te onderzoeken)

[Verwijderd]

HTT-Thalan schreef op woensdag 21 maart 2012 @ 20:48:

Ik denk dat de theorie van verstrengeling niks waard is, ongeacht de afstand tussen twee deeltjes, omdat het feit dat zo ooit wel lokaliteit hebben genoten (ze zijn immers op een bepaald punt een verstrengeld paar geworden) de mogelijkheid creëert dat ze tegenovergestelde waardes hebben kunnen vormen, net zoals de magneten: eentje pakt zuid, de andere noord.

Ik wil best accepteren als het kan, maar wie kan het me uitleggen?

Alle deeltjes zijn op een manier met elkaar verstrengeld, daardoor hebben we natuurkundige constanten. Zo heb je gauge fields die universeel zijn en een constante waarde afdwingen, bv. snelheid v/h licht, gravitatieconstante etc..

Maar om entanglement met een analogie uit te leggen, ik weet het niet hoor, lijkt me vrij onmogelijk. De principes van de kwantummechanica zijn gewoon fundamenteel anders dan onze newtoniaanse waarnemingen;

[blobber]

Ik weiger echter te accepteren dat het deeltje 'overal had kunnen zijn' totdat jij zijn positie 'bepaalde' met jouw meting. Het deeltje had wel degelijke een voorbepaald traject, dit traject lag al vast vanaf het moment dat het deeltje afgevuurd werd, eventueel onderweg beïnvloed door magnetische velden, rondvliegende deeltjes waar het mee botst, etc. Dat jij dat traject tot een einde brengt door het deeltje op te vangen of wijzigt door het deeltje door een scherm te laten reizen (aldus de positie op dat moment aantonend) betekent toch zeker niet dat het hele traject voor de meting over alle mogelijke routes tegelijk verliep? Kanstechnisch gezien uiteraard wel, maar fysiek niet.

Je kunt dit experiment in een afgeschermde ruimte, vacuum (geen deeltjes, geen velden etc) uitvoeren en dan nog zul je een interferentiepatroon zien.Je vergeet ook het belangrijkste gedeelte van het experiment: als je dit met een laser doet, krijg je interferentie vanwege het goflkarakter van het licht.Maar als je het met electronen doet ook.Zelfs als je de electronen één voor één (dat schijnt te kunnen zonder ze te verstoren) richting scherm stuurt.En dan nog bouwt zich langzaam een interferentiepatroon op.Totdat je gaat meten door welk gat ieder electron gaat, dan verschijnen keurig twee vlekken op het scherm.
Als je materie "klassiek" beschrijft, is het instabiel, juist daarom is uiteindelijk de waarschijnlijkheidsinterpretatie ontstaan en daaruit de quantum mechanica.Het is een van de meest succesvolle natuurkunde theorieën.

[Wildfire]

Verwijderd schreef op vrijdag 23 maart 2012 @ 13:25:

[...]

Alle deeltjes zijn op een manier met elkaar verstrengeld, daardoor hebben we natuurkundige constanten. Zo heb je gauge fields die universeel zijn en een constante waarde afdwingen, bv. snelheid v/h licht

Even voor de duidelijkheid: er is niet zoiets als "de" snelheid van het licht. De snelheid van het licht is namelijk afhankelijk van het medium waar het zich in bevindt. Van een constante waarde valt hier dus niet te spreken.

-- Edit: om precies te zijn, er is geen constante in alle omstandigheden. Maar de snelheid van het licht in een bepaald medium is voor dat medium dan idd een constante. In vacuüm is het idd de bekende (bijna) 300.000 km/sec.

[ Voor 17% gewijzigd door Wildfire op 27-03-2012 10:51 ]

[Henk007]

Zodra een fysicus c gebruikt, is dat de lichtsnelheid in vacuum en die is constant. Zelfs per definitie, want de meter is gedefinieerd met behulp van c.

The meter is the length of the path travelled by light in vacuum during a time interval of 1/299 792 458 of a second.

[ Voor 29% gewijzigd door Henk007 op 27-03-2012 06:35 ]

[Verwijderd]

Wildfire schreef op maandag 26 maart 2012 @ 22:19:
[...]


Even voor de duidelijkheid: er is niet zoiets als "de" snelheid van het licht. De snelheid van het licht is namelijk afhankelijk van het medium waar het zich in bevindt. Van een constante waarde valt hier dus niet te spreken.

De snelheid van het licht in vacuum is inderdaad een constante. Zelfs de propagatiesnelheid van de ruimte is een constante....

[.oisyn]

Wildfire schreef op maandag 26 maart 2012 @ 22:19:
[...]


Even voor de duidelijkheid: er is niet zoiets als "de" snelheid van het licht. De snelheid van het licht is namelijk afhankelijk van het medium waar het zich in bevindt. Van een constante waarde valt hier dus niet te spreken.

-- Edit: om precies te zijn, er is geen constante in alle omstandigheden. Maar de snelheid van het licht in een bepaald medium is voor dat medium dan idd een constante. In vacuüm is het idd de bekende (bijna) 300.000 km/sec.

Volgens mij begrijp je niet helemaal dat fotonen áltijd met c reizen, ook in een medium. Wat lijkt als een langzamer bewegende golffront is in werkelijkheid de fotonen die continu geäbsorbeerd en weer uitgezonden worden door atomen in het medium, en daar komt de vertraging dus vandaan. Tussen de atomen in gaan de fotonen echter gewoon met c. Ze kunnen ook niet anders, het zijn massaloze deeltjes en zijn daarmee gebonden aan die snelheid. Ze kunnen niet sneller, maar ook niet langzamer.

.edit: oeps ik realiseerde me even niet dat ik aan het reageren ben in een oud topic

[ Voor 4% gewijzigd door .oisyn op 21-08-2012 00:51 ]

[HTT-Thalan]

.oisyn schreef op dinsdag 21 augustus 2012 @ 00:50:
[...]


Volgens mij begrijp je niet helemaal dat fotonen áltijd met c reizen, ook in een medium. Wat lijkt als een langzamer bewegende golffront is in werkelijkheid de fotonen die continu geäbsorbeerd en weer uitgezonden worden door atomen in het medium, en daar komt de vertraging dus vandaan. Tussen de atomen in gaan de fotonen echter gewoon met c. Ze kunnen ook niet anders, het zijn massaloze deeltjes en zijn daarmee gebonden aan die snelheid. Ze kunnen niet sneller, maar ook niet langzamer.

.edit: oeps ik realiseerde me even niet dat ik aan het reageren ben in een oud topic

Ik dacht dus uit de beschrijving van het cherenkov-effect te hebben begrepen dat licht wel degelijk langzamer kan reizen dan c...

[.oisyn]

Nee, de golffront gaat langzamer, en de fotonen komen dus later aan bij het einde van het materiaal tov als het een vacuum zou zijn. Maar dat is alleen maar omdat ze steeds geäbsorbeerd en uitgezonden worden door de atomen in het materiaal. Tussen de atomen in gaan de fotonen met c.

[HTT-Thalan]

Tussen steden in kan ik ook steeds 100/120 rijden, zolang ik steeds door alle stadscentra heen moet is mijn totale gemiddelde toch echt lager .

M.a.w., de totale snelheid wordt wel omlaag gehaald, lijkt me.

[Verwijderd]

Nee, de snelheid van fotonen is c. Als licht door een medium gaat, worden fotonen steeds opgenomen en weer uitgestraald. Daar zit tijd tussen, dit is niet onmiddellijk. Hoe dichter een stof, hoe meer rommel die fotonen tegenkomen die ze opnemen en (vaak) weer uitstalen. Hoe meer elektronen met de juiste energieniveau's in de buurt zijn, hoe meer interactie er is met de fotonen.

Dat die fotonen er langer over doen om door die stad te komen is niet doordat ze langzamer gaan, ze gaan altijd even snel. Als ze niet "gaan", zijn ze ergens door opgenomen en is de energie tijdelijk omgezet naar een andere vorm. Zie het als het "even uit de auto zijn voor het invullen van een schadeformulier". Ze rijden wel lekker met 120 km/h binnen de bebouwde kom. Hoe drukker het wordt, hoe vaker ze moeten stoppen om een schadeformulier in te vullen.

[HTT-Thalan]

Ok, dus ze reizen óf met c óf helemaal niet. Get it, maar dan is de totale snelheid van punt A naar punt B toch nog steeds lager dan c? (no pun intended ).

Het is toch niet voor niks dat het beschreven cherenkov effect een blauwe gloed geeft, als tegenhanger op roodverschuiving, of zeg ik iets geks?

[Verwijderd]

HTT-Thalan schreef op dinsdag 21 augustus 2012 @ 20:48:
Ok, dus ze reizen óf met c óf helemaal niet. Get it, maar dan is de totale snelheid van punt A naar punt B toch nog steeds lager dan c? (no pun intended ).

Wat bedoel je precies met de "totale snelheid"? Vergeet niet dat fotons quanta zijn.

[.oisyn]

HTT-Thalan schreef op dinsdag 21 augustus 2012 @ 20:48:
Ok, dus ze reizen óf met c óf helemaal niet.

Als je met "niet reizen" bedoelt dat ze er dan niet meer zijn, dan ja dat klopt.

Get it, maar dan is de totale snelheid van punt A naar punt B toch nog steeds lager dan c? (no pun intended ).

Klopt, de fase snelheid in een medium is langzamer dan c. Maar het is belangrijk om te realiseren dat "de lichtsnelheid" een constante is die altijd geldt, ook in een medium.

Het is toch niet voor niks dat het beschreven cherenkov effect een blauwe gloed geeft, als tegenhanger op roodverschuiving, of zeg ik iets geks?

Ja, roodverschuiving heeft er niets mee te maken. Het Tjerenkov-effect treed op als een electrische lading (zoals een electron) sneller dan de fasesnelheid van het licht door een electrisch polariseerbaar medium beweegt. De lading exciteert de electronen van het medium, waarna die weer terugvallen naar hun grondstaat en daarbij een foton vrijgeven. Normaal cancelen deze fotonen elkaar uit (destructieve interferentie), maar omdat de lading sneller beweegt dan de fasesnelheid van de fotonen krijgen ze daar de kans niet voor, en wordt het juist versterkt. De reden dat het blauw is is omdat het effect meestal optreedt bij korte golflengtes (ultraviolet en verder, blauw is het hoogste dat het menselijk oog kan detecteren).

Roodverschuiving (en blauwverschuiving) is feitelijk gewoon het Dopplereffect bij fotonen (omdat de snelheid niet kan veranderen, verandert de golflengte), en heeft er verder weinig mee te maken.

[Dysmael]

[HTT-Thalan]

.oisyn schreef op dinsdag 21 augustus 2012 @ 23:02:
[...]

Als je met "niet reizen" bedoelt dat ze er dan niet meer zijn, dan ja dat klopt.


[...]

Klopt, de fase snelheid in een medium is langzamer dan c. Maar het is belangrijk om te realiseren dat "de lichtsnelheid" een constante is die altijd geldt, ook in een medium.


[...]

Ja, roodverschuiving heeft er niets mee te maken. Het Tjerenkov-effect treed op als een electrische lading (zoals een electron) sneller dan de fasesnelheid van het licht door een electrisch polariseerbaar medium beweegt. De lading exciteert de electronen van het medium, waarna die weer terugvallen naar hun grondstaat en daarbij een foton vrijgeven. Normaal cancelen deze fotonen elkaar uit (destructieve interferentie), maar omdat de lading sneller beweegt dan de fasesnelheid van de fotonen krijgen ze daar de kans niet voor, en wordt het juist versterkt. De reden dat het blauw is is omdat het effect meestal optreedt bij korte golflengtes (ultraviolet en verder, blauw is het hoogste dat het menselijk oog kan detecteren).

Roodverschuiving (en blauwverschuiving) is feitelijk gewoon het Dopplereffect bij fotonen (omdat de snelheid niet kan veranderen, verandert de golflengte), en heeft er verder weinig mee te maken.

Dat is wel al iets duidelijk .

Ik dacht dat de blauw- en roodverschuiving elkaars tegenpolen waren omdat ze dat op een spectrum (regenboog) ook zijn.

[Verwijderd]

Blauwverschuiving en roodverschuiving zijn termen die horen bij het dopplereffect en hebben daar weinig mee te maken.

[.oisyn]

RolfLobker schreef op woensdag 22 augustus 2012 @ 00:16:
[video]

quote: http://en.wikipedia.org/w...ight#Propagation_of_light

In exotic materials like Bose-Einstein condensates near absolute zero, the effective speed of light may be only a few meters per second. However, this represents absorption and re-radiation delay between atoms, as does all slower-than-c speeds in material substances. As an extreme example of this, light "slowing" in matter, two independent teams of physicists claimed to bring light to a "complete standstill" by passing it through a Bose-Einstein Condensate of the element rubidium, one team at Harvard University and the Rowland Institute for Science in Cambridge, Mass., and the other at the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, also in Cambridge. However, the popular description of light being "stopped" in these experiments refers only to light being stored in the excited states of atoms, then re-emitted at an arbitrarily later time, as stimulated by a second laser pulse. During the time it had "stopped," it had ceased to be light. This type of behaviour is generally microscopically true of all transparent media which "slow" the speed of light.

Verwijderd schreef op woensdag 22 augustus 2012 @ 08:50:
Blauwverschuiving en roodverschuiving zijn termen die horen bij het dopplereffect en hebben daar weinig mee te maken.

Inderdaad. Rood- en blauwverschuiving slaat op de richting van de verschuiving. Roodverschuiving treed op als de golflengte langer wordt, bijvoorbeeld het licht uitgezonden van een sterrenstelsel die van je af beweegt. Blauwverschuiving treed op wanneer de golflengte juist korter wordt, dus in dat geval bij een sterrenstelsel dat naar je toe beweegt. Het heet zo omdat rood aan de lange kant van het zichtbare spectrum zit en blauw aan de korte kant, maar het zijn natuurlijk geen fysieke grenzen.

[ Voor 21% gewijzigd door .oisyn op 22-08-2012 10:43 ]

[NickThissen]

Het absorberen en uitstralen van fotonen is een veel gehoorde verklaring voor het feit dat licht langzamer beweegt in een medium, maar helaas klopt dit lang niet altijd. Dat idee is veel te simpel.

Bijvoorbeeld: emissie van een foton door een atoom is in de meeste gevallen een random process, spontane emissie, het foton dat uitgezonden wordt heeft niet meer dezelfde eigenschappen als het foton dat geabsorbeerd werd (andere golflengte, fase, en nog belangrijker: willekeurige richting). De uitzondering is gestimuleerde emissie (dat is wat in een laser gebeurt), maar dat is voor de meeste gevallen niet van toepassing (geen population inversion zoals in een laser).
Hoe verklaar je nu dat een lichtstraal die door, bijvoorbeeld, een raam heen straalt nog steeds dezelfde eigenschappen heeft en nog steeds in dezelfde richting gaat (met uitzondering van een kleine offset door breking uiteraard) zodra de straal het raam weer uit komt? Als het absorberen en weer uitstralen van fotonen het hele verhaal was dan zou het licht compleet random verstrooit worden door het raam en zou je er niet doorheen kunnen kijken.

Hoe het wel precies zit weet ik ook niet, maar ik weet wel dat het alleen goed te verklaren valt door licht als golf te beschouwen.

[Verwijderd]

Dat is niet alleen te verklaren door licht als een golf te beschouwen. Het wordt alleen wel heel ingewikkeld om het hele verhaal een beetje begrijpelijk uit te leggen.

Het is een quantummechanisch effect, dus het is niet zo dat je ervanuit moet gaan dat een foton soms wel en soms niet iets tegenkomt (en dat iets is dus iets dat invloed heeft op het elektromagnetische veld, dus iets met lading), maar je moet kijken naar de kans dat het gebeurt, en de invloed op de gemiddelde snelheid. En dat is vervolgens de gemeten snelheid. Je zult overigens nooit plaats, richting en snelheid van een individueel foton kunnen meten, vandaar dat het mogelijk is op een snelheid van < c uit te komen. De fotonen bewegen echter gewoon met c. Ze verklappen alleen niet wat ze in de tussentijd hebben gedaan vanwege het onzekerheidsprincipe. Hierdoor gedragen ze zich als een collectief, alsof ze met elk obstakel onderweg een beetje interactie hebben gehad.

Dat verklaart ook meteen waarom de energieniveaus (van bijvoorbeeld elektronen) niet hoeven overeen te komen met de frequentie, een foton met een andere hoeveelheid energie, heeft simpelweg minder kans om te worden geabsorbeerd, maar ook die kans speelt dus weer mee, zie vorige alinea. Daarom heeft alles dat lading heeft, invloed op de lichtsnelheid door het medium, alsmede de hoeveelheid energie die de fotons transporteren, ofwel de frequentie.

Het wordt problematisch als je gaat proberen fotonen individueel te meten. Als je een foton door een ruit schiet, komt een foton wel of niet aan, afhankelijk van de kans dat een foton iets tegenkomt dat de energie vasthoudt of een andere kant op schiet in de vorm van een andere foton. Er is echter verreweg de meeste kans dat een foton gewoon door het glas heen gaat. Als je een plot maakt van de kansverdeling, kom je uit op een golffunctie.

En dat is nu ongeveer met alles binnen dit gebied, je hebt te maken met heel duidelijk wel-of-niet-situaties, maar je gaat niet aan de gang met een specifiek geval of losse quanta, maar met de som der totalen, de kansverdeling, als continue functie.

Dat is ook hoe we het ongeveer ervaren, een lichtbundel wordt gebogen of gebroken door zaken die het veld beïnvloeden, maar over individuele quanta is eigenlijk niet veel te zeggen.

[Verwijderd]

je ziet de interactie van een golfbeweging van fotonen met elkaar de fotonen komen in trilling de golf maakt de beweging

[RobIII]

Om daar nou een 5 jaar oude koe voor uit de sloot te trekken... (@Verwijderd)