Springen naar inhoud

Einstein, Podolsky en Rosen met hun 'valkuil' voor kwantum


  • Log in om te kunnen reageren

#1

StrangeQuark

    StrangeQuark


  • >1k berichten
  • 4160 berichten
  • VIP

Geplaatst op 08 juni 2005 - 16:11

Ik loop al even rond met een probleempje, en ik dacht laat ik dit maar eens op het wetenschapsforum gooien. Verhaaltje werd wat lang (inclusief intro) dus ik heb het even in hoofdstukjes opgedeeld.

In 1935 kwamen Albert Einstein, Boris Podolsky en Nathan Rose met een valkuil voor het onzekerheidsprincipe.

Hoe werkt het onzekerheidsprincipe:
Volgens Heisenbergs onzekerheidsprincipe kan je nooit alles over zowel de plaats als over de snelheid (momentum) weten. (sigma_p*sigma_x is nooit kleiner dan hstreep/2, maar dat zijn details) Dat onzekerheidsprincipe is deels erop gestoeld dat je met je meting de snelheid en/of de lokatie beinvloed.
Het meest subtiele experiment wat je kan doen om iets te meten is door er 1 photon op af te laten ketsen in je ogen (of detector). Photonen hebben een golflengte, dus de lokatie is nooit precieser te bepalen dan de golflengte van het photon. Je kan precieser de lokatie bepalen door een kleinere golflengte te kiezen, maar dan wordt het photon energetischer, en verstoord het photon meer de snelheid.

Acthergrond en analogie van het idee van Einstein, Podolsky en Rosen:
Affijn dit is waarschijnlijk bekend. EPR (Einstein, Podolsky en Rosen) bedachten dat als je nou twee gelijke deeltjes hebt die beide vanuit 1 centraal punt wegvliegen, dat dan het ene deeltje veel over het andere deeltje kan vertellen.
Als ik samen met een vriend vanuit 1 punt wegloop (even snel, en tegelijk begonnen, stappenteller bij ons ofzo) over een grote vlakte, en ik kom een derde vriend tegen en ik vertel de derde vriend dat ik 6 km heb afgelegd en nu 45 minuten onderweg ben. Dan weet die derde vriend dat mijn tweede vriend hier 90 minuten vandaan is op 12 km afstand en dus dat zijn snelheid 8 km/h is.

Het idee van EPR:
Zo beredeneerden EPR dat je bijvoorbeeld de snelheid zou kunnen meten van het naar rechtsgaande deeltje (grappig genoeg pas bepaald dat die naar rechts gaat tijdens de meting) en zo indirect de snelheid van het naar linksgaande deeltje kon meten. Als je nou besloot om niet de snelheid te meten maar de positie dan zou dat ook hebben gekund en dan zou je dat ook heel precies hebben geweten van het naar links gaande deelte.

Waarom zeiden ze dit:
Zij wilde hiermee ontkrachten dat het niet klopt dat de Quantum Mechanica beweert dat bv een electron nog nergens is, voordat je meet waar het electron is. Dus ook vlak voor de meting, is het electron niet net links of rechts van het punt waar je tijdens de meting het electron hebt gevonden. Deeltjes hebben dus gewoon een lineair pad, wat ze aflopen.

Het antwoord van de Quantum mechanici:
Het antwoord van de QM gemeenschap was dat het niet in strijd was met het onzekerheidsprincipe omdat je alsnog niet tegelijkertijd zowel snelheid als lokatie kon bepalen van het naar rechtsgaande deeltje. En zo vonden zij dat niet in strijd met het onzekerheidsprincipe, want je wist alsnog niet beide gegevens van het deelte.

Mijn vraag:
Wat ik alleen niet snap (ben het nergens tegen gekomen) is waarom EPR niet hebben voorgesteld om drie deeltjes vanuit 1 punt te laten vertrekken. Dan kan je simpultaan, de positie van de een, en de snelheid van de ander berekenen, en als het goed is (welliswaar 120graden gedraaid) geld dat ook voor het derde deeltje.

Veel tekst, ik dacht ik geef even een intro van het probleem. En ik zit hier nu al een aantal dagen mee, ach zo hebben we allemaal onze problemen. :shock:
De tekst in het hierboven geschreven stukje kan fouten bevatten in: argumentatie, grammatica, spelling, stijl, biologische of scheikundige of natuurkundige of wiskundige feiten kennis. Hiervoor bied StrangeQuark bij voorbaat zijn excuses aan.

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Friendly Ghost

    Friendly Ghost


  • >100 berichten
  • 222 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 08 juni 2005 - 16:58

Mijn vraag:
Wat ik alleen niet snap (ben het nergens tegen gekomen) is waarom EPR niet hebben voorgesteld om drie deeltjes vanuit 1 punt te laten vertrekken. Dan kan je simpultaan, de positie van de een, en de snelheid van de ander berekenen, en als het goed is (welliswaar 120graden gedraaid) geld dat ook voor het derde deeltje.  
:shock:


Waarschijnlijk hebben ze voor twee deeltjes gekozen, omdat die situatie in de praktijk te realiseren is (annihilatie van twee deeltjes die elkaars antideeltje zijn, bv. elektron-positron). Een reactie waarbij 3 fotonen met dezelfde energie en richtingen 120 graden van elkaar verschillend vrijkomen zou ik zo gauw niet kunnen verzinnen.
"If you're scared to die, you'd better not be scared to live"

#3

StrangeQuark

    StrangeQuark


  • >1k berichten
  • 4160 berichten
  • VIP

Geplaatst op 08 juni 2005 - 18:39

Iemand (Elmo) die iets zou kunnen verzinnen, wat in drie gelijke delen uitelkaar valt?
De tekst in het hierboven geschreven stukje kan fouten bevatten in: argumentatie, grammatica, spelling, stijl, biologische of scheikundige of natuurkundige of wiskundige feiten kennis. Hiervoor bied StrangeQuark bij voorbaat zijn excuses aan.

#4

Elmo

    Elmo


  • >1k berichten
  • 3437 berichten
  • VIP

Geplaatst op 08 juni 2005 - 18:59

U vraagt, wij verzinnen... :shock:


Om het wat inzichtelijker te maken, raad ik aan dit figuur er even bij te pakken: Zie hier (PDF), pagina 17, figuur 1.6, rechter deel figuur Helaas kon ik geen JPG vinden om in deze post te integreren.


Het enige voorbeeld dat ik ken, komt uit de hoge-energie fysica. Je hebt daar bij diep-inelastische proton/kern interacties de mogelijkheid dat het proton op zodanige manier met de kern (lood of zoiets) reageert dat er een quark uit vrijkomt. Omdat vrije quarks niet voorkomen, vervalt het zeer snel in in een quark/gluon paar. Echter, die mogen ook niet vrij voorkomen. Om dat probleem op te lossen creeeren ze quark/antiquark paren uit het vacuum (energie genoeg) en maken zo hadronen. Experimenteel zie je dit als 2 "jets" van deeltjes. Dat is het "makkelijke" geval.

In heel bijzondere situaties kan je zelfs hebben dat oorspronkelijk een gluon uitgezonden wordt. Deze genereert dan een quark/antiquark paar, waarvan er eentje weer een gluon uitzenden moet. Experimenteel zie je dit als 3 "jets" van deeltjes (2 voor de (anti)quarks en 1 voor het gluon).

NU, de 3 jets die er in het bijzondere geval vrijkomen, moeten voldoen aan behoud van energie, impuls, spin, baanmoment, etc. In principe kan je daarmee dus de EPR test doen. In de praktijk is dat echter ondoenlijk; in een jet zitten tientallen of wel honderden deeltjes, die je nooit allemaal kunt identificeren en characterizeren. Onbegonnen werk dus. Maar in theorie kan het natuurlijk allemaal wel (papier is geduldig).

Een makkelijk 2-foton experiment lijkt me zinvoller.
Never underestimate the predictability of stupidity...

#5

StrangeQuark

    StrangeQuark


  • >1k berichten
  • 4160 berichten
  • VIP

Geplaatst op 08 juni 2005 - 20:00

Dankjewel. Erg vet. Nou wil ik geen oeveloze discussie beginnen om de natuurwetten te gaan omzeilen (zoals een bepaalde zwarte gaten discussie), maar is het voornamelijk complex, of zijn er echt zaken waardoor het niet kan.

Met twee deeltjes werkte het niet, omdat je alsnog een onzekerheid hebt. Is misschien wel een mooi hoge energie fysica onderzoek. (Komt er zondag 1 bij mij eten, dus kan ik dan wel ff vragen. :shock: ).
De tekst in het hierboven geschreven stukje kan fouten bevatten in: argumentatie, grammatica, spelling, stijl, biologische of scheikundige of natuurkundige of wiskundige feiten kennis. Hiervoor bied StrangeQuark bij voorbaat zijn excuses aan.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures