Χάρης Κατεβάτης, Γιώργος Ν. Βλαχάκης Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήμιο

Παρουσίαση με θέμα: "Χάρης Κατεβάτης, Γιώργος Ν. Βλαχάκης Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήμιο"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Χάρης Κατεβάτης, Γιώργος Ν. Βλαχάκης Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήμιο
Η κβαντική μέτρηση στο πλαίσιο της ερμηνείας των πολλών κόσμων (many worlds interpretation) Χάρης Κατεβάτης, Γιώργος Ν. Βλαχάκης Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήμιο Στην κβαντομηχανική τα μεγέθη περιγράφονται από τελεστές Η κυματοσυνάρτηση περιγράφει την κατάσταση ενός συστήματος Η κυματοσυνάρτηση μπορεί να μας δώσει πληροφορίες για το αποτέλεσμα μίας μέτρησης Τα τετράγωνα των συντελεστών που αντιστοιχούν στις διάφορες ιδιοκαταστάσεις εκφράζουν την πιθανότητα να βρεθεί το σύστημα στην συγκεκριμένη κατάσταση Το κβαντικό τραπουλόχαρτο πέφτει και προς τις δύο κατευθύνσεις καταλήγοντας σε υπέρθεση καταστάσεων(superposition) Εάν στοιχηματίζαμε πρίν το πείραμα στην εμφάνιση φιγούρας τότε σαν παρατηρητές βρισκόμαστε σε μία υπέρθεση καταστάσεων [φιγούρα πάνω/χαρούμενος παρατηρητής> + [φιγούρα κάτω/λυπημένος παρατηρητής> Κατάρρευση της κυματοσυνάρτησης ( wave-function collapse) είναι η διαδικασία κατά την οποία το σύστημα μεταβαίνει ακαριαία από μία υπέρθεση καταστάσεων(superposition) που βρίσκεται πρίν την μέτρηση σε μία καλώς καθορισμένη κατάσταση μετά από αυτή. Η εισαγωγή της έννοιας της κατάρρευσης γίνεται από τους Von Neumann και Bohr για να εξηγηθεί γιατί τα πειράματα φαίνονταν να έχουν μία οριστική έκβαση. Π.χ. η κυματοσυνάρτηση Μας πληροφορεί ότι η πιθανότητα να εμφανιστεί μετά την μέτρηση το αποτέλεσμα που αντιστοιχεί στην ιδιοκατάσταση ψ1 (π.χ. spin πάνω όταν ένα σωματίδιο διέρχεται μέσα από μία συσκευή Stern-Gerlach) είναι 50% ενώ το αποτέλεσμα που αντιστοιχεί στην ιδιοκατάσταση ψ2 (spin κάτω) είναι και αυτό 50%. Πέρα από αυτό τίποτα δεν μπορεί να λεχθεί για τον μηχανισμό της «κατάρρευσης» σε μία και μοναδική τιμή. Μετά από κάθε μέτρηση το κάθε αντίγραφο μας παρατηρεί μόνο μία από τις δύο καταστάσεις, στην πραγματικότητα όμως υπάρχει μία κατάσταση που εξελίσσεται με βάση την εξίσωση Schrodinger Εάν επαναλάβουμε το πείραμα άπειρες φορές τότε θα βλέπουμε την φιγούρα πάνω στο 50% των περιπτώσεων, έτσι θα συμπεραίνουμε ότι οι νόμοι των πιθανοτήτων είναι αληθείς Όλα τα αντίγραφα μας στην συνολική κατάσταση της υπέρθεσης θα συμπεράνουν ότι οι νόμοι των πιθανοτήτων ισχύουν ακόμη και εάν η ισχύουσα φυσική δεν είναι τυχαία αλλά ντετερμινιστική,δηλαδή εξελίσσεται με βάση την εξίσωση Schrodinger και μόνον αυτή. Αποσυγκρότηση( decoherence): ο μηχανισμός εξάλειψης των κβαντικών υπερθέσεων Στην κβαντομηχανική ένα κβαντικό τραπουλόχαρτο όταν πέφτει βρίσκεται σε μία υπέρθεση καταστάσεων Στην ερμηνεία των πολλών κόσμων συνυπάρχουν και οι δύο κλάδοι ταυτόχρονα Η αποσυγκρότηση οφείλεται στην αλληλεπίδραση σωματιδίων και περιβάλλοντος και εξηγεί γιατί δεν παρατηρούμε στον μακρόκοσμο υπερθέσεις καταστάσεων Η έννοια της μέτρησης στην ερμηνεία των πολλών κόσμων(ΕΠΚ) Στην ΕΠΚ η κυματοσυνάρτηση δεν παθαίνει ποτέ κατάρρευση Η εξέλιξη του συστήματος υπακούει μόνο στην εξίσωση Schrodinger και αυτή εξελίσσεται ντετερμινιστικά Στην ΕΠΚ πραγματώνονται όλα τα πιθανά ενδεχόμενα σε διαφορετικά σύμπαντα με τους συντελεστές της κυματοσυνάρτησης να αποτελούν συντελεστές βαρύτητας της συγκεκριμένης ιδιοκατάστασης Ενώ υπάρχει μία κυματοσυνάρτηση και μία κβαντική πραγματικότητα στην πράξη μοιάζει σαν το Σύμπαν να έχει χωριστεί σε δύο αντίγραφα. Στο τέλος του πειράματος υπάρχουν δύο εκδοχές του παρατηρητή κάθε μία από τις οποίες θα αισθάνεται εξίσου πραγματική όσο και η άλλη χωρίς όμως να έχει ιδέα για την ύπαρξη της άλλης Ακόμα και εάν το πείραμα δεν έχει οριστική έκβαση σε κάθε παρατηρητή του δικού του κλάδου εμφανίζεται να έχει. Υποκείμενο-αντικείμενο-περιβάλλον Η αλληλεπίδραση ανάμεσα στο περιβάλλον και το αντικείμενο επιφέρει την αποσυγκρότηση (decoherence) και εξηγεί γιατί τα μακροσκοπικά αντικείμενα δεν εμφανίζονται σε υπερθέσεις καταστάσεων Από την αλληλεπίδραση υποκειμένου και αντικειμένου προκύπτουν τα παράλληλα σύμπαντα καθώς οι κβαντικές υπερθέσεις απλώνονται από το αντικείμενο προς εμάς το υποκείμενο Από την αλληλεπίδραση υποκειμένου και περιβάλλοντος εξηγείται γιατί τα ανθρώπινα όντα δεν αντιλαμβανόμαστε παράξενες υπερθέσεις π.χ. αντικείμενα στον μακρόκοσμο να βρίσκονται σε δύο θέσεις ταυτόχρονα. Αυτό αποτελεί ένδειξη ότι η αποσυγκρότηση στον εγκέφαλο πρέπει να γίνεται πολύ ταχύτερα απ’ότι γίνεται η επεξεργασία της πληροφορίας. Η ΠΡΟΕΛΕΥΣΗ ΤΩΝ ΚΒΑΝΤΙΚΩΝ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΩΝ-ΤΟ ΚΒΑΝΤΙΚΟ ΤΡΑΠΟΥΛΟΧΑΡΤΟ