Κβαντική Μέτρησις
- Η μέτρηση όπως χρησιμοποιείται στην Κβαντική Φυσική.
Ετυμολογία[]
Η ονομασία "Κβαντική" σχετίζεται ετυμολογικά με την λέξη "κβάντο".
Εισαγωγή[]
Σύμφωνα με την αξιωματική θεμελίωση του Neumann, το "αξίωμα της μέτρησης" ή "αξίωμα αναγωγής" διατυπώνεται ως εξής:
Όταν μετρήσουμε ένα κβαντικό φυσικό μέγεθος ενός κβαντικού συστήματος, το αποτέλεσμα (τιμή) που θα καταγραφεί είναι μία από τις πιθανές ιδιοτιμές του τελεστή, ο οποίος αντιπροσωπεύει το μέγεθος αυτό.
Αμέσως μετά την μέτρηση, η κβαντική κατάσταση του συστήματος είναι η ιδιοκατάσταση που αντιστοιχεί στην ιδιοτιμή που μετρήθηκε.
Μετά την μέτρηση η κυματοσυνάρτηση "καταρρέει", και με αυτή την διατύπωση εννείται ότι to Κβαντικό Σύστημα διέρχεται από μια μοναδιστική, ομαλή εξέλιξη (εξίσωση Schrodinger), σε μια απότομη πιθανοκρατική αναγωγή.
Μετά τη μέτρηση, όλες οι δυνατότητες ανάγονται σε μια μόνο (για το συγκεκριμένο μέγεθος). Το αποτέλεσμα που έχει ληφθεί είναι πλέον ένα και μοναδικό.
Εννοιολογικές Δυσκολίες[]
Αυτό όμως προϋποθέτει (πράγμα που δεν τονίζεται συνήθως αρκετά) την ύπαρξη μιας μετρητικής συσκευής που συμπεριφέρεται με κλασσικό τρόπο, αφού μπορεί να βρεθεί σαφώς σε μία κατάσταση και όχι σε μια επαλληλία καταστάσεων.
Αλλά, εάν η Κβαντική Θεωρία είναι η έσχατη θεωρία, αυτό θα πρέπει να ισχύει όχι για την χρησιμοποιηθείσα μετρητική συσκευή αλλά και για κάθε επόμενη συσκευή που ενδέχεται να συνδέουμε αλυσσιδωτά.
Άρα, πώς μπορεί να υπάρξει μια τελειωτική μέτρηση;
Ακόμη βασικότερο πρόβλημα είναι ότι, σε τελική ανάλυση, τα αξιώματα δεν αναφέρουν ποιες διαδικασίες θεωρούνται "μετρήσεις" και ποιες όχι.
Απλώς, ορίζεται τι συνεπάγεται μια μέτρηση, χωρίς να ξεκαθαρίζεται τι είναι μέτρηση και σε τι διαφέρει από κάθε άλλη διεργασία.
- Μια κλασσική μέτρηση είναι μια διαδικασία όπως κάθε άλλη.
- Μια κβαντική μέτρηση (υποτίθεται ότι) είναι κάτι το πολύ ιδιαίτερο. Αλλά στην πράξη, μόνο διαισθητικά αποφασίζουμε ποιά διεργασία αποτελεί κβαντική μέτρηση. Δεν προκύπτει από την Κβαντική Θεωρία.
Η δήλωση ότι η Μετρητική Συσκευή είναι μακροσκοπική και θεωρηθεί το "κλασσικό όριο" δεν λύνει από μόνο του το πρόβλημα. Διότι μπορούμε να "μεγεθύνουμε" τα κβαντικά φαινόμενα ως το μακροσκοπικό επίπεδο, όπως παρατήρησε ο Schrodinger με το νοητικό πείραμα της γαλής. Επιπλέον, υπάρχουν και ρεαλιστικά αντίστοιχα όπως η υπεραγωγιμότητα ή την υπερρευστότητα, ώστε δεν είναι μόνο υποθετικό πρόβλημα.
Με την παρούσα αξιωματική κβαντική θεμελίωση, χρειαζόμαστε τον "Κλασσικό Κόσμο" ως ad hoc βοήθημα για να εξηγήσουμε τη μέτρηση. Κάτι λείπει εδώ.
Δύο ειδών μετρήσεις:
- Πανομοιότυπες (identical, continuous, consecutive, repeatitive) μετά το collapse
- Διαδοχικές (successive, sequential, distinctive)
Προταθείσες Λύσεις[]
- Να θεωρηθεί ότι η μέτρηση είναι προνόμιο της συνείδησης και ότι στην συνείδηση δεν εφαρμόζεται η Κβαντική Θεωρία (Wigner).
- Να συμπεριλάβουμε και τον εαυτό μας στην Κβαντική Επαλληλία και να θεωρήσουμε ότι είμαστε μέρος ενός "κλάδου" της κβαντικής επαλληλίας, και η κάθε μέτρηση είναι μια μοναδιστική εξέλιξη όπως κάθε άλλη (Υπόθεση Πολλών Κόσμων του Everett).
- Να ισχυριστούμε ότι, για ένα πολύπλοκο Φυσικό Σύστημα με πολλούς βαθμούς ελευθερίας, οι κβαντικές φάσεις αλληλοεξουδετερώνονται, και να προσθέτουμε πιθανότητες αντί για πλάτη πιθανοτήτων (Bell και άλλοι).
- Να επικαλεστούμε τη Θερμοδυναμική ως θεμελιώδη και να ορίσουμε τη μέτρηση ως μία ισχυρά διασκορπιστική (μη αντιστρεπτή) διαδικασία (Prigogine και άλλοι).
Σύνοψη αποτελεσμάτων[]
Έχουμε μια εννοιολογική αντίφαση (ή έλλειψη) και πρέπει να την επιλύσουμε, και δεν υπάρχει γενική συμφωνία για τον τρόπο.
Στο μεταξύ, η Κβαντική Θεωρία δουλεύει καλά στις περιοχές του Μικρόκοσμου, όπου μας ενδιαφέρει να δουλέψει (τις άλλες τις κατανοούσαμε αρκετά καλά από πριν, έτσι κι αλλιώς), κι αυτός είναι ο λόγος που για πολλούς δεν υπάρχει πρόβλημα.
Καρτεσιανός Δυϊσμός[]
Ο Καρτέσιος είχε φανταστεί το Σύμπαν χωρισμένο σε δύο οντότητες:
Τελείως διαχωρισμένες και υποκείμενες σε άλλους νόμους.
Κατ' αναλογία, η σημερινή θεμελίωση της Κβαντικής Θεωρίας είναι κομμένη στα δύο:
- μοναδιστική εξέλιξη από τη μία,
- κβαντική μέτρηση από την άλλη (που ξέρουμε να τη χειριστούμε, αλλά όχι και να την ορίσουμε).
Υποσημειώσεις[]
Εσωτερική Αρθρογραφία[]
- μέτρηση
- Φυσικό Μέγεθος
- Παράδοξο EPR
- Ανισότητα Bell
- Κρυμμένη Μεταβλητή
Βιβλιογραφία[]
Ιστογραφία[]
- Ομώνυμο άρθρο στην Βικιπαίδεια
- Ομώνυμο άρθρο στην Livepedia
- Κβαντική Μέτρηση, Καρακώστας
- mysearch.org.uk
- Κβαντομηχανική, Ταμβάκης
- εισαγωγή στην κβαντομηχανική, physics4u.gr
- A very brief introduction to quantum mechanics
 Κίνδυνοι Χρήσης
|
|---|
|
Αν και θα βρείτε εξακριβωμένες πληροφορίες "Οι πληροφορίες αυτές μπορεί πρόσφατα Πρέπει να λάβετε υπ' όψη ότι Επίσης, |
- Μην κάνετε χρήση του περιεχομένου της παρούσας εγκυκλοπαίδειας
αν διαφωνείτε με όσα αναγράφονται σε αυτήν
- Όχι, στις διαφημίσεις που περιέχουν απαράδεκτο περιεχόμενο (άσεμνες εικόνες, ροζ αγγελίες κλπ.)