Cząstka jest trochę falą, fala jest trochę cząstką. Kwantowa klasyka. Wszystko przez XIX-wieczne doświadczenie, do którego ciągle wracamy i wracać będziemy, próbując poprawnie zinterpretować zdumiewającą naturę obiektów w najmniejszej skali.

“W taki sposób dosze­dłem do idei prze­wod­niej w moich bada­niach: konieczne jest jed­no­cze­sne wpro­wa­dze­nie pojęcia kor­pu­skuły i fali, zarówno dla materii, jak i pro­mie­nio­wa­nia”.
— Louis de Broglie

Na początku była światłość

Niewiele było w dziejach tak prostych i zarazem rewo­lu­cyj­nych eks­pe­ry­men­tów. Jeśli się­gniesz po dowolną lekturę poświę­coną fizyce mikro­świata, natkniesz się nań obo­wiąz­kowo, już w jednym z pierw­szych roz­dzia­łów. Choć pio­nier­skie doświad­cze­nie z dwoma szcze­li­nami zostało prze­pro­wa­dzone dwieście lat temu, ciągle podlega uspraw­nia­niu i powta­rza­niu. Warto zatem zadać sobie pytanie, dlaczego uczeni i popu­la­ry­za­to­rzy nauki tak się go uczepili?

Doświad­cze­nie opra­co­wane przez Thomasa Younga służyło wyłącz­nie roz­strzy­gnię­ciu odwiecz­nego sporu na temat cha­rak­teru światła. Podczas gdy jedni fizycy z pew­no­ścią siebie opi­sy­wali światło jako strumień cząstek, inni przy­pi­sy­wali mu cechy fali – nie innej niż te, które możesz podzi­wiać na powierzchni morza. Anglik wymyślił naj­prost­szy test z moż­li­wych. Posta­no­wił prze­pu­ścić światło przez prze­grodę z otworami, co mogło dać tylko jeden z dwóch moż­li­wych wyników. Wiedział, że jeśli światło ma naturę kor­pu­sku­larną, to na ekranie ujrzy dwa, leżące naprze­ciwko szczelin paski. Podobny efekt otrzy­mał­byś np. ostrze­li­wu­jąc prze­grodę za pomocą karabinu.

Wzór typowy dla cząstek.

Jeśli jednak światło zacho­wuje się jak fala, to Young powinien zobaczyć coś zupełnie innego. Fala w takiej sytuacji ulegnie podzia­łowi, a następ­nie dojdzie do wza­jem­nych wzmoc­nień i wygaszeń. Jak widzisz na poniż­szej animacji, na ekranie ujawnią się liczne prążki, mądrze nazywane wzorem inter­fe­ren­cyj­nym. Zwróć uwagę, że naj­ja­śniej­szy prążek pojawia się na środku tablicy. W przy­padku cząstek byłoby to wyklu­czone, bo przecież centrum pozo­staje zasło­nięte przez prze­szkodę.

Wzór inter­fe­ren­cyjny, typowy dla fali.

I właśnie te, typowe dla fali paski, ujrzał podczas próby fizyk z Royal Insti­tu­tion. Nie byłoby to szcze­gól­nie intry­gu­jące, gdyby nie fakt, że zarówno wcze­śniejsi jak i póź­niejsi eks­pe­ry­men­ta­to­rzy sku­tecz­nie wyka­zy­wali, że światło musi składać się z jakichś moż­li­wych do wyod­ręb­nie­nia drobinek. Stąd też każdy uczeń słyszy w szkole o duali­stycz­nej, kor­pu­sku­larno-falowej naturze światła.

Dla nas to jednak dopiero przy­stawka przed kwan­to­wym daniem głównym.

Wszystko jest trochę falą

Tak wygląda ekran po wystrzeleniu 8, 270, 2 tys. i 160 tys. elektronów.

Tak wygląda ekran po wystrze­le­niu 8, 270, 2 tys. i 160 tys. elek­tro­nów.

Rezul­taty doświad­cze­nia Younga zawsze mógłbyś zbyć stwier­dze­niem: No dobrze, jest to trochę dziwne, ale w sumie światło zawsze pozo­sta­wało jakieś inne. Jednak naj­bar­dziej nie­wia­ry­godne jest właśnie to, że eks­cen­tryczny dualizm nie dotyczy tylko pro­mie­nio­wa­nia elek­tro­ma­gne­tycz­nego (bo tym w istocie jest światło) lecz… wszyst­kiego. Każdy obiekt w skali sub­a­to­mo­wej wykazuje od czasu do czasu cechy fali. Nie ważne czy w ana­lo­gicz­nym teście będziemy strzelać elek­tro­nami, pro­to­nami, neu­tri­nami czy nawet całymi atomami – i tak po drugiej stronie zostanie zary­so­wany wzór inter­fe­ren­cyjny. (Gwoli ści­sło­ści: tak, spraw­dzono to eks­pe­ry­men­tal­nie). Znów masz prawo zapro­te­sto­wać. A może śląc strumień elek­tro­nów dochodzi między nimi do jakiejś inte­rak­cji, a inter­fe­ren­cję daje się wytłu­ma­czyć w miarę nie­wy­wro­towy sposób? Może wystar­czy kon­tro­lo­wać emisję cząstek i strzelać nimi poje­dyn­czo, naj­le­piej w dużych odstę­pach cza­so­wych? Poje­dyn­cza “kulka”, której nic i nikt nie prze­szka­dza, powinna prze­le­cieć przez jeden z otworów i wylą­do­wać naprze­ciwko niego, jak Newton przy­ka­zał.

Chciał­byś żeby było tak prosto, prawda? Przykro mi, ale ten poje­dyn­czy skur­czy­byk ma całkiem sporą szansę wylą­do­wać pośrodku ekranu, czego w fizyce kla­sycz­nej nie mógłby dokonać. Co więcej, gdy spędzisz nad eks­pe­ry­men­tem miesiąc i wystrze­lisz poje­dyn­czo kilka milionów elek­tro­nów, ku swojej irytacji ujrzysz paski inter­fe­ren­cyjne. Nawet jeden, samotny elektron przebywa drogę typową dla fali. To tak jak gdybyś strzelał z karabinu przez prze­słonę, a wystrze­lone pociski samo­ist­nie ułożyły na ścianie cha­rak­te­ry­styczne prążki. Nie muszę chyba mówić, że takie zjawisko, w rze­czy­wi­sto­ści dużych obiektów, jest abso­lut­nie wyklu­czone. 

A co stanie się jeśli zasło­nimy jedną ze szczelin?

W takim przy­padku wszech­świat nagle nor­mal­nieje, a wyrzu­cane elek­trony tworzą jeden, kla­syczny prążek. Mówi nam to coś bardzo ważnego o całym pro­ce­de­rze. Poje­dyn­cza cząstka zacho­wuje się jak gdyby wie­działa czy ma do dys­po­zy­cji jedną czy dwie dziury. To dopiero chore. Nie dość, że cząstka bądź atom, o kon­kret­nych roz­mia­rach i masie, podró­żuje jakąś zakrę­coną tra­jek­to­rią; to jeszcze zdaje się ogarniać jed­no­cze­śnie cały obszar naszego eks­pe­ry­mentu.

W świecie kwantów fizyka kla­syczna ustępuje miejsca całkiem nowym, zwa­rio­wa­nym regułom.
szczeliny cenzura4Czy mały obiekt znajduje się w kilku miej­scach na raz? Jest roz­sma­ro­wany w prze­strzeni? W jakiś sposób sprawdza wszyst­kie dostępne mu opcje? Typowa kwan­to­wo­me­cha­niczna łami­główka: mamy wyniki i znamy kon­se­kwen­cje, ale sam przebieg procesu pozo­staje przed­mio­tem spe­ku­la­cji. Potrze­bu­jemy inter­pre­ta­cji tego co wyprawia się między wyrzut­nią cząstek a ekranem. Na razie w tym miejscu musimy spuścić zasłonę cenzury.

Co tu się wydarzyło?

Wyjaśnienie klasyczne

Wciąż naj­po­pu­lar­niej­szą wersją wydaje się ta, ukuta podczas licznych dysput z udziałem Wernera Heisen­berga, Maxa Borna, a zwłasz­cza duń­skiego noblisty, Nielsa Bohra. Według niej stan kwantowy zawsze pozo­staje nie­okre­ślony, do czasu doko­na­nia aktu pomiaru, czyli próby uzy­ska­nia infor­ma­cji o tym stanie. Jej uoso­bie­niem pozo­staje popu­larny kot Schrödin­gera, będący “jed­no­cze­śnie” żywy i martwy. Jak wiesz, żywot hipo­te­tycz­nego futrzaka uza­leż­niony jest od stanu poje­dyn­czego, nie­pod­glą­da­nego atomu, który “jed­no­cze­śnie” ulega i nie ulega roz­pad­nię­ciu. Cudzy­słów nie­przy­pad­kowy, bowiem nasze kate­go­rie myślowe nie oddają sub­tel­no­ści tego zjawiska. Bohr wskazuje, że dopiero w momencie otwarcia pudełka – a więc inge­ren­cji obser­wa­tora – atom zostaje zmuszony do obrania jednego ze stanów. Pożądana przez szarego oby­wa­tela pewna i nama­calna rze­czy­wi­stość, po prostu nie funk­cjo­nuje przed spoj­rze­niem na cząstkę. Fizycy mówią w tej sytuacji o kolapsie fali praw­do­po­do­bień­stwa.

Fala praw­do­po­do­bień­stwa decyduje o tym, gdzie możemy trafić na cząstkę (za: Poza Kosmosem).

W przy­padku doświad­cze­nia z dwoma szcze­li­nami, również główną rolę odgrywa akt pomiaru. Zadaj sobie czy­tel­niku pytanie: co stanie się gdy wścibski uczony spróbuje pod­gląd­nąć, przez którą dziurkę prze­cho­dzi elektron? Bez wąt­pie­nia dokona pomiaru, zatem dojdzie do przed­wcze­snego kolapsu fali i cząstka przy­bie­rze kon­kretny stan jeszcze przed prze­szkodą. W efekcie, na ekranie zoba­czymy dwa paski zamiast prążków inter­fe­ren­cyj­nych! Jednak dopóki cząstka nie jest obser­wo­wana, dopóty nie pre­cy­zuje swojego stanu, sama nie “wie” gdzie się znajduje. Trudno to prze­ło­żyć na język obiektów makro­sko­po­wych, ale mate­ma­tycz­nie naj­le­piej ten fenomen opisuje funkcja falowa. Mowa o fali praw­do­po­do­bień­stwa spo­tka­nia elek­tronu w danym miejscu. Według inter­pre­ta­cji kopen­ha­skiej, właśnie ta abs­trak­cyjna fala prze­cho­dzi przez dwie szcze­liny oraz ulega wzmoc­nie­niom i wyga­sza­niom, co równa się zwięk­sze­niu lub zmniej­sze­niu szansy natra­fie­nia na cząstkę w danym miejscu. Teo­re­tycz­nie drobina może wylą­do­wać wszędzie, jednakże po wystrze­le­niu milionów elek­tro­nów, sta­ty­stycz­nie naj­wię­cej dotrze do takich sektorów na ekranie aby ukształ­to­wać prążki inter­fe­ren­cyjne.

Wyjaśnienie ekstrawaganckie

To bardzo proste! Wystrze­lony elektron realnie prze­cho­dzi przez obie szcze­liny i trafia w każde możliwe miejsce. Takie podej­ście wyszło z umysłu przy­wo­ły­wa­nego już na łamach bloga (np. tu) Hugh Everetta. Brzmi nie­win­nie, dopóki nie pojmiemy jak według naukowca okre­ślony obiekt może dosłow­nie wykonać kilka czyn­no­ści jed­no­cze­śnie.

Wyobraź sobie, że znaj­du­jesz się na boisku i wyko­nu­jesz rzut karny. Stosując rozu­mo­wa­nie Everetta, w chwili strzału dochodzi do… roz­sz­cze­pie­nia wszech­świata. Powstaje ogromna ilość alter­na­tyw­nych uni­wer­sów, w których piłka ląduje na try­bu­nach, uderza w słupek, poprzeczkę, bram­ka­rza, trafia w okienko i tak dalej.  Tak właśnie do nauki pró­bo­wała prze­nik­nąć znana z fan­ta­styki idea mul­ti­świa­tów. Ory­gi­nalna inter­pre­ta­cja docze­kała się kilku warian­tów, ale rdzeń pozo­staje bliź­nia­czy. Po wystrze­le­niu elek­tronu, zależnie od wszech­świata, wybiera on dla siebie szcze­linę i jedną z moż­li­wych tra­jek­to­rii. Jednakże kopie wszech­świa­tów potrafią się wyczuwać i w ogra­ni­czony sposób na siebie wpływać. Alter­na­tywne rze­czy­wi­sto­ści inter­fe­rują ze sobą, w efekcie dając to co tak świetnie opisuje funkcja falowa.

Jak pewnie prze­czu­wasz, hipoteza ta nie cieszy się szcze­gól­nym powa­ża­niem sza­cow­nych uczonych, z reguły wybie­ra­ją­cych mniej kon­tro­wer­syjne pomysły. Nawet nauczy­ciel i współ­pra­cow­nik Hugh Everetta, wielki John Wheeler, trak­to­wał wie­lo­świat z przy­mru­że­niem oka, choć oso­bi­ście wspierał starania młod­szego kolegi. Niemniej, nie istnieją prak­tyczne argu­menty dys­kre­dy­tu­jącą tę inter­pre­ta­cję, ponieważ jej prze­wi­dy­wa­nia na dobrą sprawę pokry­wają się dokład­nie z tym co mówi nam szkoła kopen­ha­ska.

Wyjaśnienie podejrzliwe

Jak każde dziecko wie (no dobra, jak każde dziecko czy­ta­jące Kwantowo), Albert Einstein do końca życia żywił nadzieję na uchwy­ce­nie w mecha­nice kwan­to­wej drugiego dna. Pogodził się z faktem, iż nowa dzie­dzina robi furorę i bardzo pre­cy­zyj­nie opisuje otrzy­my­wane wyniki, ale wciąż poszu­ki­wał dowodów na jej nie­peł­ność. Żądał od przyrody odtaj­nie­nia infor­ma­cji o głębszej prawdzie, deter­mi­nu­ją­cej takie a nie inne zacho­wa­nie cząstek.

Geniusz nie był w swoich polo­wa­niach osa­mot­niony. Z nie­pew­no­ścią fizyki nie mogły się pogodzić tuzy pokroju Erwina Schrödin­gera, Louisa de Broglie’a czy nieco mniej znanego pro­fe­sora z Londynu, Davida Bohma. Dwaj ostatni poczy­nili starania mające na celu ure­al­nie­nie mecha­niki kwan­to­wej; uczy­nie­nie jej bardziej nama­calną. Dla Bohra o wyniku doświad­cze­nia z dwoma szcze­li­nami decy­do­wała – jak już wiesz – abs­trak­cyjna, czysto mate­ma­tyczna fala praw­do­po­do­bień­stwa. Francuz i Ame­ry­ka­nin posta­no­wili zastąpić ją falą rze­czy­wi­stą, wywie­ra­jącą fak­tyczny wpływ na wszech­świat. Roboczo nazywano ją falą pro­wa­dzącą bądź poten­cja­łem kwan­to­wym.

Możemy spró­bo­wać wyobra­zić sobie tę ideę, w gigan­tycz­nym uprosz­cze­niu, jako swego rodzaju otoczkę towa­rzy­szącą każdej ist­nie­ją­cej cząstce. Przy­kła­dowy elektron jest tu postrze­gany bardzo grzecz­nie, jako nama­calna drobina, zaś owa “otoczka” jako pole o cechach fali. Poten­cjał kwantowy niejako pilotuje cząstkę, toteż jego zabu­rze­nie, przez pomiar czy usta­wie­nie prze­szkody, musi wpłynąć na ruch cząstki. Elektron prze­cho­dzi tylko przez jeden z otworów, ale jego fala pro­wa­dząca jak naj­bar­dziej ulega inter­fe­ren­cji. W efekcie otrzy­mu­jemy pie­kielne prążki. Przy tym warto zazna­czyć, że poten­cjał cha­rak­te­ry­zuje nie­lo­kal­ność. Zajmuje on całą prze­strzeń i reaguje na każdy bodziec w sposób dosłow­nie natych­mia­stowy, mówiąc swojej cząstce co ma za moment zrobić (nieco więcej o nie­lo­kal­no­ści w kon­tek­ście splą­ta­nia kwan­to­wego, tu).

Piewcy wizji kopen­ha­skiej przez długi czas uderzali w teorię Broglie’a-Bohma zarzutem meto­do­lo­gicz­nym: po co wpro­wa­dzać dodat­kowy fizyczny byt, na którego ist­nie­nie nie ma żadnych dowodów? Wyja­śnie­nie to przy­pa­dło jednak do gustu kwan­to­wym scep­ty­kom. Łatwo bowiem, idąc tym tropem, wytłu­ma­czyć dener­wu­jący pro­ba­bi­lizm mikro­świata. Cząstka znów zyskała status zwykłej “kropki” prze­mie­rza­ją­cej kon­kretną tra­jek­to­rię. Nie­pew­ność wynika jedynie z dzia­ła­nia fali pilo­tu­ją­cej, na kształt której wpływ ma… cały wszech­świat! Stąd już krótka droga do wniosku miłego dla uszu sta­ro­świec­kich fizyków, jako­by­śmy mieli do czy­nie­nia jedynie z pro­ba­bi­li­zmem rzekomym. Gdybyś potrafił wyzna­czyć stan każdego atomu w kosmosie, każdej cząstki oraz ich poten­cja­łów kwan­to­wych, a następ­nie uwzględ­nił to wszystko w rów­na­niach, dałbyś radę ze stu­pro­cen­tową pew­no­ścią poznać wszyst­kie cechy wystrze­lo­nego elek­tronu. Wyzwanie abso­lut­nie nie do reali­za­cji, ale jeśli wizja Broglie’a-Bohma ma w sobie ziarno prawdy, to stawia pod znakiem zapy­ta­nia samą istotę mecha­niki kwan­to­wej. Wrodzona nie­pew­ność przyrody mogłaby okazać się mitem.

Filozofujący fizycy

“Teraz jestem prze­ko­nany, że fizyka teo­re­tyczna jest w istocie filo­zo­fią”.
— Max Born
Kre­atyw­ność fizyków jest znacznie szersza i pozwo­liła na powsta­nie jeszcze wielu inter­pre­ta­cji, tudzież wariacji tych powyż­szych. Jednak bez względu na to, na pewno zauwa­ży­łeś pewien fun­da­men­talny fakt. Bohr, Everett, de Broglie czy Bohm, nie negowali swoimi kon­cep­cjami osią­gnięć fizyki kwan­to­wej. W każdym z przy­pad­ków zakła­dano użycie tego samego równania i uzy­ska­nie ana­lo­gicz­nych wyników. Ci czci­godni uczeni podjęli jedynie hero­iczną próbę szcze­gó­ło­wego zro­zu­mie­nia głębi kwan­to­wych zjawisk. I choć inter­pre­ta­cja kopen­ha­ska wciąż utrzy­muje prymat, nie ma fizycz­nych prze­sła­nek gwa­ran­tu­ją­cych jej słusz­ność.
Literatura uzupełniająca:
J. Al-Khalili, Kwanty. Przewodnik dla zdezorientowanych, przeł. U. Seweryńska, Warszawa 2015;
P. Davies, J. Brown, Duch w atomie. Dyskusja o paradoksach teorii kwantowej, przeł. P. Amsterdamski, Warszawa 2006;
A. K. Wróblewski, Historia fizyki. Od czasów najdawniejszych do współczesności, Warszawa 2015;
J. Rodzeń, Davida Bohma filozofia ukrytego porządku, “Zagadnienia filozoficzne w nauce”, XIII/1991;
Quantum Measurement
, [online: http://www.hitachi.com/rd/portal/highlight/quantum/].
podpis-czarny

  • Prymus

    I ja nad tą ostatnią inter­pre­ta­cją zasta­na­wiam się od długich miesięcy. To znaczy nie­ko­niecz­nie nad pomysłem pana Bohma ale tzw. zmien­nymi ukrytymi które tu też mają duże zna­cze­nie. Też sądzę że leży gdzieś “głębsza prawda” i gdybyśmy posia­dali pełen zestaw danych możnaby wyrzucić rachunek praw­do­po­do­bień­stwa do kosza.

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • 40 i 4

      Nawet gdyby teoria B-B okazała się praw­dziwa, to nie wyrzu­cimy rachunku praw­do­po­do­bień­stwa z fizyki kwan­to­wej, bo przecież daje poprawne wyniki.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • Dominik Kurek

      za tę głębszą prawdę masz Nobla w kieszeni

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Rogal

    Uwiel­biam tego bloga. Aż wyłą­czy­łem na nim add­blocka. Naprawdę bardzo dziękuję za taką dawkę wiedzy. 🙂

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • Dominik Kurek

      zgadzam się, a reklam staram się nie blokować, bo to mniejsze zło niż płatny dostęp

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • tarans­sj4

    Czyli mam to rozumieć że, jeśli zrobię podobny eks­pe­ry­ment na własną rękę (przy­go­tuję dwie wąskie, blisko położone siebie szcze­liny, zaświecę w nie wskaź­ni­kiem lase­ro­wym) to będę widział inter­fe­ren­cję na ekranie, obser­wu­jąc wszystko moim ludzkim narządem wzroku, nie przy­sła­nia­jąc sztucz­nie żadnego z ele­men­tów eks­pe­ry­mentu?
    Ale gdy postawię przed samą szcze­liną jakieś nie­zwy­kle pre­cy­zyjne urzą­dze­nie pomia­rowe, reje­stru­jące loka­li­za­cję poje­dyn­czych fotonów, to wtedy na ekranie wzór ułoży się w powiedzmy dwa paski, odpo­wia­da­jące dwóm szcze­li­nom?

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

      Hmm, mówiąc szczerze nie wiem jak wyglą­dają szcze­góły tech­niczne eks­pe­ry­mentu — jeśli idzie o drugie z Twoich pytań. Warto zazna­czyć, że w przy­padku elek­tro­nów bardzo długo zado­wa­la­li­śmy się teorią, a doświad­cze­nie udało się prze­pro­wa­dzić dopiero w 1987.

      Nato­miast co do pierw­szego pytania, to doświad­cze­nie Younga można wykonać nawet w warun­kach domowych i zaob­ser­wo­wać paski inter­fe­ren­cyjne. Bardzo dużo takich zabaw można znaleźć na YT. Pierwszy z brzegu: https://www.youtube.com/watch?v=0EnABJ31Ax4

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • kwantol

      Nie da się zbudować urzą­dze­nia pomia­ro­wego obser­wu­ją­cego fotony z boku, czy z tyłu, a jedynie z przodu. Inaczej jest w przy­padku elek­tro­nów, ale takie urzą­dze­nie musi coś uszczk­nąć z energii elek­tronu, a to zmienia warunki eks­pe­ry­mentu i psuje zabawę. Na ekranie reje­stru­ją­cym poja­wiają się tylko dwa paski zamiast wielu. Cała zabawa z dwoma szcze­li­nami dlatego stawia więcej pytań niż odpo­wie­dzi, gdyż nie istnieje pełna wiedza na temat warunków eks­pe­ry­mentu. Poza nie­któ­rymi, nie­licz­nymi wła­ści­wo­ściami, jak długości, czy odle­gło­ści nie rozważa się np. oddzia­ły­wań fotonów, czy elek­tro­nów z mate­ria­łami na bardzo małych odle­gło­ściach zamiast tego wysuwa się nieraz bajeczne wyja­śnie­nia dla zjawiska dualizmu kor­pu­sku­larno-falowego.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Sta­ni­sław Mił­kow­ski

    Dodam jeszcze od siebie, że eks­pe­ry­ment z dwoma szcze­li­nami prze­pro­wa­dzono też w wersji z tzw opóź­nio­nym wyborem. Za szcze­li­nami, naprze­ciw nich, usta­wiono pod­no­szoną prze­słonę, za którą ukryto pasywne czujniki reje­stru­jące tra­fie­nie elek­tro­nem. Już po przej­ściu elek­tro­nów przez szcze­linę decy­do­wano, czy zostawić ekran i otrzy­my­wano prążki inter­fe­ren­cyjne, bądź usunąć prze­słonę, co skut­ko­wało odsło­nię­ciem detek­to­rów i reje­stra­cją elek­tronu jako cząstki, przez jeden z nich. Wygląda więc na to, że nasza decyzja jest już znana cząstce, zanim ją podej­miemy, czyli przy­szłość wpływa na jej zacho­wa­nie tak samo jak prze­szłość.

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • http://nowaalchemia.blogspot.com/ zacie­ka­wiony

    A co z teorią że jest tylko fala? Że cząstki ele­men­tarne to maksima fali stojącej?

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Dominik Kurek

    Winno być “Zabawy z DWIEMA dziur­kami”, cokol­wiek to ma znaczyć… 

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

      “Obie formy są poprawne”. Winny się nie czuję.
      http://sjp.pwn.pl/poradnia/haslo/;11141

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

      • Dominik Kurek

        słusznie

        Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • as

    Nie ma tu nieco nowszych eks­pe­ry­men­tow, polecam je koniecz­nie obejrzeć (w drugiej polowie tego filmu, ale caly jest ciekawy, można do niego wlaczyc polskie napisy):
    https://youtu.be/VqULEE7eY8M

    Zreszta może bys zrobil wpis na temat hipotezy symu­la­cji, o której jest mowa w tym filmie?

    Tu tez na ten temat:
    http://3tags.org/article/neil-degrasse-tyson-thinks-theres-a-very-high-chance-were-living-in-the-matrix
    http://uk.businessinsider.com/neil-degrasse-tyson-thinks-the-universe-might-be-a-simulation-2016–4?r=US&IR=T

    Pole­cil­bym tez napisac cos o nowej teorii MiHsC (pozawala na wyja­śnie­nie dlaczego galak­tyki się nie roz­pa­dają bez odwo­ly­wa­nia się do mitycz­nej ciemnej materii):
    http://physicsfromtheedge.blogspot.co.uk/2014/01/mihsc-101.html
    http://physicsfromtheedge.blogspot.co.uk/2016/03/ten-years-o.html
    http://physicsfromtheedge.blogspot.co.uk/2015/05/mihsc-vs-29-anomalies.html
    http://physicsfromtheedge.blogspot.co.uk/2016/04/predictions-of-mihsc.html
    http://physicsfromtheedge.blogspot.co.uk/2016/04/dark-energy-inflation-emdrive.html
    http://physicsfromtheedge.blogspot.co.uk/2016/04/mihsc-in-glass-of-beer.html
    https://pl.wikipedia.org/wiki/Efekt_Unruha

    Ostatnio stala się slawna dzięki poten­cjal­nemu wyja­śnie­niu jak działa naped EmDrive:
    https://www.technologyreview.com/s/601299/the-curious-link-between-the-fly-by-anomaly-and-the-impossible-emdrive-thruster/
    http://physicsfromtheedge.blogspot.co.uk/2015/06/crit-of-shawyers-emdrive-theory.html
    http://www.ibtimes.co.uk/emdrive-british-scientists-new-physics-theory-accidentally-proves-controversial-space-1556098
    http://www.ptep-online.com/index_files/2015/PP-40–15.PDF
    http://arxiv.org/abs/1604.03449
    http://physicsfromtheedge.blogspot.co.uk/2016/04/dark-energy-inflation-emdrive.html

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • Sta­ni­sław Mił­kow­ski

      Eks­pe­ry­ment z dwoma szcze­li­nami i opóź­nio­nym wyborem, jest równie “mistyczny” co splą­ta­nie, dowodzi bowiem, że dla cząstek ele­men­tar­nych czas nie istnieje tak samo jak prze­strzeń. O tym eks­pe­ry­men­cie również pisałem, dwa tygodnie temu.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Mariusz

    Uważam, że tra­gicz­nym błędem fizyków,jest próba inter­pre­ta­cji zjawisk z mikroświata(cząstek elementarnych),przy pomocy porównań do zjawisk z makroświata(przedmiotów w ludzkiej skali). Światło to świat cząstek ele­men­tar­nych. Prze­słona ze szcze­li­nami doń nie należy. Fale wodne czy dźwię­kowe są z tego samego„wymiaru“co cząstki. Niech fizycy spróbują prze­pu­ścić strumień światła przez ele­kro­nową prze­słonę ze szcze­li­nami. O ile to możliwe.

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Mariusz

    Co zoba­czymy na ekranie, jeśli posłu­żymy się nie światłem tylko dźwię­kiem, którego nośni­kiem jest np.powietrze, które należy do świata makro?Czy ktoś to zbadał? Jaki wzór odbiorą czujniki dźwięku na ekranie,po przej­ściu fali dźwię­ko­wej przez jedną szcze­linę a jaki przez dwie szcze­liny? I czy pomiędzy szcze­li­nami dźwięk będzie miał naj­więk­szą energię?

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

      Chyba nie do końca rozu­miesz na czym polega cały problem, stąd ta dziwna teza o “tra­gicz­nym błędzie fizyków” (swoją drogą, nigdy nie pojmę: jak można założyć, że poko­le­nia naj­in­te­li­gent­niej­szych istot cho­dzą­cych po ziemi, nie dostrze­gły naj­prost­szych rzeczy). Fala dźwię­kowa musi dać na ekranie wzór typowy dla każdej fali, jak np. na wodzie. Zbadać to możesz nawet w warun­kach domowych. Ale to nie jest w ogóle istotą problemu…

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Mariusz

    To że te istoty uważasz za najinteligentniejsze,to żaden argument. 

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

      Bo niczego tym nie argu­men­to­wa­łem. Chodzi mi o to, że w ana­lo­gicz­nej sytuacji, kiedy wpadam na jakieś łopa­to­lo­giczne roz­wią­za­nie wiel­kiego problemu, z którym nie radził sobie zastęp pro­fe­so­rów sie­dzą­cych w temacie całe życie — przyj­muję, że to ja nie zro­zu­mia­łem tematu i dopiero po wgry­zie­niu się głębiej, puknę się w czoło zauwa­ża­jąc istotę rzeczy. I z doświad­cze­nia wiem, że zawsze tak jest. Ale to oczy­wi­ście tylko drobna sugestia i zapro­sze­nie do dalszego zdo­by­wa­nia wiedzy.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Mariusz

    Gdyby auto­ry­tet naj­ite­li­gent­niej­szych istot cho­dzą­cych po ziemi,miał decy­do­wać o podej­mo­wa­niu prób zoba­cze­nia danego zjawiska innym okiem,(często śwież­szym) to zatrzy­ma­li­by­śmy się na Newton’ie lub Gali­le­uszu czy wyna­lazcy koła. Czytałem wiele popu­larno nauko­wych książek, których autorami byli ci należący do„ naj­in­te­li­get­niej­szych” i wiele razy natknął­łem się na błędne kon­cep­cje zjawisk. Do czego sami się przy­zna­wali w póź­niej­szych publi­ka­cjach. Wła­ści­wie cała nuka składa się z rewizji i zmian wcze­śniej­szych pewników. Wiem że to nie na temat. Już kończę. 

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

      Rozwiń jeśli możesz kwestię tych kon­cep­cji, które uznałeś za błędne i ich autorzy później rze­czy­wi­ście je rewi­do­wali, bo może nawet któreś z nich znam. To akurat bardzo inte­re­su­jący wątek. 🙂

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Mariusz

    Pierwszy lepszy przykład z brzegu. Stała kosmo­lo­giczna Ein­ste­ina o której sam powie­dział, że to jego naj­więk­sza pomyłka życiowa. Hawking wie­lo­krot­nie przy­zna­wał się do błędnych kon­cep­cji w„ krutkiej histori czasu”. Co się tyczy moich wcze­śniej­szych postów , to może źle pró­bo­wa­łem zasy­gna­li­zo­wać co mi się nie„ podoba” w pewnym podej­ściu do inter­pre­ta­cji„ rze­czy­wi­sto­ści” kwan­to­wej. Posty pisałem na tele­fo­nie w pracy w pośpie­chu. Gene­ral­nie chodzi mi o to, że prze­pro­wa­dza­nie doświad­czeń na cząst­kach ele­men­tar­nych w makro­świe­cie, który jest z nich zbu­do­wany i inter­pre­to­wa­nie ich porów­nu­jąc do zjawisk z makro­świata, zawsze spotka się z para­dok­sami i brakiem zro­zu­mie­nia. To dwa inne poziomy„ ist­nie­nia”
    Zespół praw rzą­dzą­cych mikro światem składa się na przejaw jakiejś wła­ści­wo­ści świata obser­wo­wa­nego przez nas„ gołym okiem”. Nie możemy więc w świecie kwan­to­wym, doszu­ki­wać się cech obser­wo­wal­nych na co dzień. To tak, jak byśmy w zierenku piasku doszu­ki­wali się cech wiaduktu, zbu­do­wa­be­goz betonu zawie­ra­ją­cego piasek.To nie znaczy, że nie mamy badać i poznawać. Z mojej strony to tylko taka mała dygresja, która być może pozwoli (choć o drobinę) poprawić nasze spoj­że­nie.

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

      Proszę: “Krótkiej”, “spoj­rze­nie”. I co z tą stałą kosmo­lo­giczną? Jak obecnie się przy­pusz­cza sam koncept Ein­ste­ina jak naj­bar­dziej ma rację bytu, tyle że Albert nie miał ówcze­śnie moż­li­wo­ści stwier­dze­nia z czego takie zacho­wa­nie się wszech­świata może wynikać (patrz tekst: Nie­wi­dzialna ręka wszech­świata). Ale tak czy inaczej, roz­ma­wiamy o zupełnie różnych pozio­mach. W nauce codzien­nie powstają róż­no­ra­kie hipotezy, które z defi­ni­cji dopiero czekają na wery­fi­ka­cję i w lwiej części prze­pa­dają. Nijak ma się to do powyż­szego tematu, bo nie spieramy się o żadną kon­cep­cję. Po prostu uważasz, że fizycy nie rozu­mieją przed­miotu swoich badań — zapew­niam, oni wiedzą co robią. Twoje zarzuty są dziwne i nic nie wnoszą. Piszesz o oczy­wi­sto­ściach, bo wiadomo, że mecha­nika kwantowa nie opisuje makro­świata — ale jak ma się to do badań? Wyka­zu­jąc para­doksy, różnice w stosunku do fizyki kla­sycz­nej fizycy nie popeł­niają żadnego “tra­gicz­nego błędu” jak twier­dzisz, bo przecież owe para­doksy i uni­ka­tową naturę świata kwantów znamy właśnie dzięki tym badaniom. A “tra­giczna pomyłka” jak dotąd daje wymierne korzyści i pozwala korzy­stać z mecha­niki kwan­to­wej na co dzień. Tak więc powtórzę się: uczeni wiedzą co robią.

      Koniec końców, fizyka teo­re­tyczna musi owe para­doksy zni­we­lo­wać i znaleźć mia­now­nik dla wszyst­kich praw natury. Idąc Twoją analogią, ziarenko piasku i wiadukt należą do tej samej fizycz­nej rze­czy­wi­sto­ści i tylko od naszego inte­lektu zależy odna­le­zie­nie odpo­wied­nich równań ją opi­su­ją­cych.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Mariusz

    Dla obiektu poru­sza­ją­cego się z pręd­ko­ścią światła czas się zatrzy­muje. Foton nie posiada masy i ma prędkość światła, więc czas dla niego nie istnieje. Może więc, dla nas cza­sow­ców, być wszędzie jed­no­cze­śnie. Teo­re­tycz­nie cały wszech­świat może składać się z jednego fotonu, który jest wszędzie, bo„ zawsze”,wszędzie„ zdąży. To taki żarcik.

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

      Jeśli już to znacznie cie­kaw­szy jest zamysł jednego elek­tronu, który odbija się w czasie wte i we wte (powra­ca­jąc jako pozyton). Temat również poru­szany na blogu w swoim czasie. 😉

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Mariusz

    Na temat doświad­cze­nia ze szcze­li­nami, również powstają róż­no­ra­kie hipotezy, które czekają na wery­fi­ka­cję. Więc je sta­wiajmy i wery­fi­kujmy. I nie uważajmy, że kto­kol­wiek posiada pnaceum na pra­wi­dłową wery­fi­ka­cję z powou pzycji w świecie nauki. [Elektron zdaje się być znacznie mniej ele­men­tarny niż foton.]

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

      Przy­cze­pi­łeś się jednego zdania jak koła ratun­ko­wego. Oczy­wi­ście, że auto­ry­tet nie decyduje o pra­wi­dło­wo­ści danego twier­dze­nia, ale ja pisałem o czymś innym. Nie zakładaj, że grupa ludzi codzien­nie sie­dzą­cych w temacie gorzej rozumie swoją działkę od Ciebie. W tym przy­padku (sądząc po Twojej argu­men­ta­cji) na pewno tak nie jest. 

      Na jakiej pod­sta­wie opierasz zdanie, że jedna cząstka ele­men­tarna jest “mniej” ele­men­tarna od drugiej? 😀 Foton jest wyjąt­kowy wyłącz­nie przez jedną cechę: nie oddzia­łuje z polem Higgsa. Zresztą wspo­mnia­łem o tym na mar­gi­ne­sie, bo kon­cep­cja jedynego elek­tronu Feynmana-Wheelera pozo­staje szalenie inte­re­su­jąca.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Mariusz

    Nie jest moją intencją, spierać się o cokol­wiek. Chciałem zwrócić tylko uwagę na bardzo ważny (moim zdaniem)fakt, którego często nie bierze się pod uwagę w kwan­to­wych roz­wa­ża­niach. Jeżeli nie udało się trudno nie jestem peda­go­giem. Nie zamie­rzam również podważać auto­ry­tetu naukow­ców zawo­dow­ców. Nie jestem wykształ­cony. Moja wiedza pochodzi wyłącz­nie z książek popu­larno-nauko­wych, które czytam, bo nie­zmier­nie inte­re­suje mnie świat w którym bytuję.Elektron wydaje mi się„ mniej ele­men­tarny” (żałuję że użyłem tego określenis)niż kwark z którego się składa czy foton, który nie ma masy i posiada większą prędkość(praktycznie gra­niczną)

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

      Elektron nie składa się z kwarków, jest leptonem, cząstką naprawdę ele­men­tarną. Z kwarków składają się hadrony. A foton musi się poruszać z pręd­ko­ścią nie mniejszą, nie większą niż c, bo jak napi­sa­łem nie oddzia­łuje z polem Higgsa, czyli jak zauwa­ży­łeś nie ma masy spo­czyn­ko­wej.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

      • Mariusz

        W 1996 roku,udało się rozbić elektron na holon i spion. Szes­na­ście lat później, na kwa­zi­cząstki hilon,spion,orboton.

        Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

      • http://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

        To nie uchybia ele­men­tar­no­ści elek­tronu — nie od parady te “twory” czy raczej stany nazywa się kwa­zi­cząst­kami a nie cząst­kami. Podobnie można rozważać kwestię fer­mio­nów majorany, ale to zupełnie inny temat. Wewnątrz elek­tronu de facto nie da się wyod­ręb­nić kolej­nych cząstek, tak jak ma to miejsce w przy­padku protonu czy pionu. Wiele cie­ka­wych skutków impli­kuje właśnie sam fakt posia­da­nia przez cząstki masy; dzięki temu np. neutrino oscyluje, w pewnym sensie zacho­wu­jąc się jak trzy różne cząstki w różnych odcin­kach czasu.

        Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Mariusz

    Jaki wniosek można wycią­gnąć z faktu,że po ani­hi­la­cji elek­tronu i pozytonu powstają dwa fotony?

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

      A fotony mogą dopro­wa­dzić do kreacji par elektron-pozyton. Jakie wnioski? Jak wspo­mnia­łem, sięgnij do hipotezy Feynmana-Wheleera. I proszę Cię: osadzaj odpo­wie­dzi w jednym wątku używając opcji “reply”, bo dla osoby postron­nej ta rozmowa to totalny chaos.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

      • Mariusz

        Dziękuję za ciekawą dyskusję. Na forum jastem pierwszy raz, dlatego nie używałem opcji repley(niewiedza nowi­cju­sza). Co sie tyczy moż­li­wo­ści kreacji elek­tronu z fotonów to myślę, że nie dys­po­nu­jemy wystar­czjącą energią, aby takie doświad­cze­nie przeprowadzić(nie mam na ten temat wiedzy). Ani­hi­la­cja elektron- pozyton jest możliwa do prze­pro­wa­dze­nia w„laboratorium”. Trochę intu­icyj­nie myślę, że w drugą stronę jest to również możliwe. 

        Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

      • http://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

        Dobre pytanie. Mówiąc szczerze nie mam pojęcia czy w ogóle podej­mo­wano próbę labo­ra­to­ryj­nej kreacji. 🙂 Jeśli już to raczej obser­wo­wano proces pośredni podczas zabaw w akce­le­ra­to­rach, tj. cząstki ani­hi­lo­wały w błysku energii po czym poja­wiała się para innych cząstek. Tak czy inaczej trudno sam proces poddawać wąt­pli­wo­ści, bo wynika z ele­men­tar­nych zasad i symetrii fizyki.

        Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Mariusz

    W 1996 roku udalo się rozbić elektron na holon i spion. Szes­na­ście lat później na kwa­zi­cząstki holon,spion i orbiton.

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Mar­ko­nius

    Fajny portal, ciekawy tekst, chwy­tliwy tytuł (odrobina per­wer­sji nie zawadzi). Czytam właśnie zna­ko­mitą książkę “Jak prze­trwać wśród czarnych dziur” i trochę brakuje mi w niej szcze­gó­łów i roz­wi­nię­cia opisów, a tutaj to czę­ściowo zna­la­złem. Dzięki!

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

      Dziękuję bardzo i jed­no­cze­śnie proszę: Kwantowo to nie portal! 🙁 To prywatny blog od pasjo­nata dla innych pasjo­na­tów.
      Co do książki Gold­berga i Blo­mqu­ista, nawet zdarzyło mi się ją swego czasu recen­zo­wać — http://www.kwantowo.pl/2014/02/01/jak-przetrwac-wsrod-czarnych-dziur-recenzja-konkurs/ — na początek, kawał dobrej lite­ra­tury.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0