sobota 16. března 2013

Kvantová mechanika: Fyzika mikrosvěta (Schumacher)

V komentářích (04.02.2013) se mě Mirek ptá prameny, ze kterých čerpám své povědomí o kvantové mechanice. Rád bych zde proto doporučil sérii 24 půlhodinových přednášek Benjamina Schumachera s názvem Quantum Mechanics: The Physics of the Microscopic od The Teaching Company. Schumacher je poslední Wheelerův student, se specilizací na kvantovou informatiku. Svou sérii přednášek rozdělil na pět části (nepočítaje úvod):

(1) Kvantová záhada

I. Historie kvantové mechaniky
(2) Pohled z r. 1900
(3) Dva revolucionáři: Planck and Einstein
(4) Částice světla, vlny hmoty
(5) Stojící vlny a stabilní atomy
(6) Nejistota
(7) Komplementarita a velká debata [mezi Einsteinem a Bohrem]

II. Kvantová mechanika
(8) Paradoxy interference
(9) Stavy, amplitudy, pravděpodobnosti
(10) Částice se spinem

III. Vyhlídková cesta po kvantové mechanice
(11) Kvantová dvojčata
(12) Družné částice [bosony]
(13) Antisymetrické a antisociální [fermiony]
(14) Nejdůležitější záporné znaménko na světě
(15) Provázání (entanglement)
(16) Bell a po něm
(17) Všech myridád cest
(18) Mnoho povyku pro nic

IV. Kvantová mechanika a informace
(19) Kvantové "klonování"
(20) Kvantová kryptografie
(21) Bity, qubity a ebity
(22) Kvantové počítače

V. Filosofie kvantové mechaniky
(23) Mnoho světů či jeden?
(24) Den Velkého kouřného draka

Část I je jasná a vynikající a jasně ukazuje experimentální bázi, jež dala vzniknout kvantové mechanice (interference, záření černého tělesa, atd.). Část II podává jednoduchý úvod do matematické symboliky kvantové mechaniky (braketový formalismus). Část III celistvě a přehledně prezentuje všechny hlavní důsledky kvantové mechaniky (Einstein-Podolski-Rosen a Bellův článek proti lokalitě, bosony a fermiony, provázání, Feynmanova kvantová elektrodynamika, "fluktuace vákua", atd.). Část IV se týká nové disciplíny kvantové informatiky (tato část mě zaujala nejméně) a konečně část V se krátce zabývala "filosofií" kvantové mechaniky (píši uvozovky, protože se jedná o filosofování samotných fyziků, nikoli filosofů fyziky jako takových). V této části Schumacher vyložil tři hlavní iterpretace kvantové mechaniky, tj. kodaňskou (Bohr et al.), skrytých-hodnot (Einstein, Bell, David Bohm, et al.) a mnoha světů (Hugh Everett et al.).

Fascinující vhled do světa kvantové mechaniky! Konečně jsem získal dost informací na to, abych porozumněl důvodům, jež vedly ke vzniku prapodivné kodaňské kvantové mechanice. (Ke které se hlásí i Schumacher). A mám již i svou oblíbenou alternativu ...

6 komentářů:

  1. Má-li Bell pravdu a není slučitelná lokalita s pravděpodobností-v-realitě, tak nejmenší problémy vidím s lokalitou, tj. raději bych viděl instatní působení na dálku (či identickou částici na dvou odlišných místech).

    V rámci aristotelsko-scholastické tradice se sice možnost takto působit přisuzuje jen andělům či Bohu, ale hold, žijeme ve světě, kde materiální objekty jsou na mikroúrovní zvláštnější než by člověk soudil z makroúrovně.

    OdpovědětVymazat
  2. Ano, Bellovy nerovnosti po jejich prokázání Aspectem jsou obvykle interpretovány jako důkaz pro odmítnutí lokální teorie skrytých parametrů, kdežto nelokální (jako Bohmova) jí zůstávají nedotčeny. (Pomíjím teď - zcela nesmyslnou, ale velmi rozšířenou - představu, že Aspectův pokus vyvrátil VŠECHNY deterministické konkurenty kodaňského výkladu.) Taky bych to docela bral - bližší košile než kabát, že - ale třeba Lokajíček, pokud mu rozumím, tvrdí, že prokázání Bellových nerovností nevyvrací ani lokalitu. Jestli chceš, pošlu ti jeho články - něco česky, něco anglicky. Je to důsledný aristotelik, filozoficky :-). Nad těmi identickými částicemi na dvou odlišných místech se ale ošívám, přiznávám... ovšem třeba v nějaké variantě strunovky by to tak třeba být mohlo.

    OdpovědětVymazat
  3. Kdysi jsem byl na přednáškách Lokajíčka na KTF UK, ale nic moc jsem z toho nepochopil. Jeho články (v angličtině) mám do r. 2005, tak mi klidně pošli něco novějšího. To co mám je technické, takže nejsem zatím s to posoudit, co z toho vzít. Nicméně z toho, jak se chovají částice např. na interferometru si zcela "rozumnou" teorii mikrosvěta zatím dost dobře představit neumím.

    OdpovědětVymazat
  4. Doc. Slavík (Plzeň) k filosofii fyziky (vč. kvantovky): www.fify.zcu.cz

    OdpovědětVymazat
  5. Pošlu, mám novější :-). Dík za odkaz.

    OdpovědětVymazat

Licence Creative Commons
Poznámky pod čarou, jejímž autorem je Daniel D. Novotný, podléhá licenci Creative Commons Uveďte autora-Nevyužívejte dílo komerčně-Zachovejte licenci 3.0 Česko .
Vytvořeno na základě tohoto díla: poznamkypodcarou2012.blogspot.com