KVANTUM ÉS KLASSZIKUS HATÁRÁN Planck 150 emlékülés MTA Fizikai Osztály 2008 május 14.

Az előadások a következő témára: "KVANTUM ÉS KLASSZIKUS HATÁRÁN Planck 150 emlékülés MTA Fizikai Osztály 2008 május 14."— Előadás másolata:

1 KVANTUM ÉS KLASSZIKUS HATÁRÁN Planck 150 emlékülés MTA Fizikai Osztály 2008 május 14

2

3 ELVEZETETT MINKET KVANTUM-ORSZÁGBA HONNAN JÖTTÜNK?

4 „Korrespondencia-elv”: nagy kvantumszámokra xxvisszajön a klasszikus mechanika WKB-közelítés: kis hullámhosszakra Xxvisszajön a klasszikus mechanika Csak az a baj, hogy nem igaz rövid hullámok is interferálnak! a klasszikus-szerű mozgás nem a nagy kvantumszámhoz, xxxxxxhanem a koherens állapotokhoz tartozik

5 Shut up and calculate! Tartsátok magatokat távol a kvantum-klasszikus határ bonyodalmaitól, érezzétek jól magatokat a kvantumos birodalomban, használjátok bizalommal a Born-szabályt, és magyarázzatok meg minél többet a világból! A klasszikus és kvantumos világ egymás xmellett létezik, különböznek egymástól; amikor érintkeznek (a mérés folyamatában), xakkor életbe lép a Born-szabály; mi csak a világ klasszikus felét láthatjuk, a xkvantumos világ csak árnyék („koppenhágai interpretáció”)

6 John Stewart Bell 1928-1990 A kvantummechanika tökéletes, minden gyakorlati célra For All Practical Purposes FAPP FAPP theories are incomplete or lackly-based theories that nevertheless have very high agreement with experiments and tend to be very useful for all practical purposes. (WIKIPEDIA)

7

8 DEKOHERENCIA ÉS KÖRNYEZETI ZAJ KOLLAPSZUS ÉS VIDÉKE BOHMIAN MECHANICS SPONTÁN KOLAPSZUS A GRAVITÁCIÓS VONAL A Schrödinger-egyenlet világán belül : A Schrödinger-egyenleten túllépve :

9 Heinz-Dieter Zeh 1970-től KÖRNYEZETI DEKOHERENCIA 1981-től Az interferencia „láthatósága”:

10 LASSÚ DEKOHERENCIA elmélet: master-egyenletek kísérlet: fotonok, ioncsapdák, mikromézerek, Josephson-qubitek… Kvantum-információ Mi nem dekoherál??? mutató-állapotok… jósolhatósági szita… kvantum-darwinizmus… környezet-indukált szuperszelekció…

11 a Schrödinger-egyenlet lineáris a Born-szabály kvadratikus Lehet ez a kettő egyetlen dinamikai törvény kétféle határesete? (véletlent generálni nemlineáris jelenségek szoktak!) MÉRÉS ÉS KOLLAPSZUS

12 Louis de Broglie David Bohm („Bohmian mechanics”) Pontszerű részecskék mozognak, néha keletkeznek és eltűnnek, egy nemlokális „vezérhullám” vagy „kvantumpotenciál” hatása alatt, szigorú determinizmusban

13 SPONTÁN KOLLAPSZUS = mérés nélkül, folyton Ghirardi, Rimini, Weber (1986) Pearle Diósi Gisin … MITŐL???? Kísérleti ellenőrizhetőség? Kis zaj a nagy környezeti zaj hátán! próbálkozások a 70-es évektől

14 A gravitációs alternatíva Feynmann Lectures on Gravitation 1962-63 Károlyházi Frigyes 1966 Diósi Lajos 1984,1987, Roger Penrose 1996 „Newton-Schrödinger” G.T. 2004 Miért éppen gravitáció? (vonzás ~ kollapszus?) méretben nincs kvantum-klasszikus határ, tömegben lehet, hogy van 60 C molekula interferencia: Zeilinger-Arndt 1999 10 Kg -24 Legkisebb nanomechanikai oszcillátorok: 10 Kg kvantumállapot preparálása, mérése, és HŰTÉS!!! -15 Közötte? Csapdázott hideg atomgázok, szén nanocsövek … Planck-hossz, xxPlanck-tömeg, xxxxPlanck-idő

15 Ramsey- interferometria detektálja a gyenge, nemrezonáns atom- foton kölcsönhatást mikromézerben (Haroche et al. 1994) A gravitáció gyenge: erő interferencia

16 Károlyházi: gravitáció és interferencia frekvenciamérés ~ időmérés ~ helymérés HATÁROZATLANSÁGI RELÁCIÓ kis  x ~ nagy  p ~  (kinetikus energia) tömegbizonytalanság GRAVITÁCIÓS IDŐDILATÁCIÓ időbizonytalanság  t ~ t 1/3

17 Diósi (+Penrose): gravitáció és energia  x-nyire felhasadt hullámcsomag („Schrödinger-macska) két fele között  U gravitációs kölcsönhatási energia τ ~ ћ/  U időskála, ezt tesszük a spontán lokalizáció dinamikai egyenletébe Newton-Schrödinger

18 a gravitációt egy potenciál írja le: VONZÓ, TÁVOLHATÓ ÖNKÖLCSÖNHATÁS! Klasszikus külső tér a Schr-egyenletben A Newton-Schrödinger séma direktebb változata: (ez is Diósi) nemlineáris Schrödinger-egyenlet; a gravitáció kívül áll a kvantummechanikán

19 G.T., PRA 69, 032110 (2004) Kollapszus helyett gravitációs összetartás; nemlineáris dinamika, ami véletlenszer ű séget hoz létre megoldatlan kérdések a kvantumos nemlokalitás kezelésében: honnan tudja az egyik detektor, hogy a másik már megszólalt?

20 Végül is, a gravitáció gyenge vagy erős? Durván vezérli a mozgást, vagy az interferencia finomabb eszközeivel? A hullámfüggvény szétválása kis eltávolodással kezdődik, ott pedig lehet, hogy a gravitáció sokkal erősebb, mint a newtoni skálán (becsavarodott extra dimenziók?)

21 Fényes Imre 1917-1977

22 A KVANTUM-KLASSZIKUS HATÁR MEGISMERÉSE KEMÉNYEBB DIÓ, MINT ATYÁINK GONDOLTÁK, IDEJE LENNE MÁR MEGTALÁLNI A BIZTONSÁGOS ÁTJÁRÁST KVANTUM ÉS KLASSZIKUS KÖZÖTT, LESSÜK A KÍSÉRLETEKET A SENKIFÖLDJE-TÖMEGEK VILÁGÁBÓL, ADDIG IS GYÁRTJUK AZ ELMÉLETEKET