View Full Version : [QM] Realizzato concretamente l'esperimento pensato da John Archibald Wheeler
Ora sarà contento il vecchio John ( http://en.wikipedia.org/wiki/John_Archibald_Wheeler ) :D
http://sciencenow.sciencemag.org/cgi/content/full/2007/216/4?rss=1
http://sciencenow.sciencemag.org/content/vol2007/issue216/images/200721641.jpg
According to quantum mechanics, light can be either a graceful rippling wave or a hail of bulletlike particles, depending on how you look at it. Now, an experiment shows that an observer can make the choice retroactively, after light has entered a measuring apparatus. The result shows that reality is truly in the eye of the beholder.
A single dollop of light, or photon, must be described by a flowing quantum wave that gives the probability of finding it at any particular place and time. At the same time, the photon acts a bit like an indivisible bullet: When observed with a particle detector, it produces a distinct signal, like a pebble pinging off a car door. And things get weirder. The quantum wave can split in two and recombine, like ripples flowing around a stump in a pond, to create striking "interference" effects that determine which way the recombined wave flows. On the other hand, it's simply impossible to split a photon at a fork in the road. If there is no way to eventually put the pieces back together, the photon acts like a particle and goes one way or the other.
Even weirder still, the choice to allow the waves to recombine or not can be made even after the photon passes the fork where it should have split--or not. Famed physicist John Archibald Wheeler realized that nearly 30 years ago and dreamed up an experiment to prove the point. Now Jean-François Roch of the Ecole Normale Supérieure de Cachan in France and colleagues have performed the experiment. The researchers shot photons one by one at a half-silvered mirror, or "beam splitter," to cleave the quantum wave describing each photon. After traveling different distances, the two halves sloshed back together at a second beam splitter 50 meters away, which could recombine them. The experimenters could randomly switch this second beam splitter on and off electronically well after the photon had passed the first one.
If the second splitter was on, interference between the two pieces directed the recombined wave of probability toward one or the other of two detectors, depending on the difference in the path lengths. If the second beam splitter was turned off so the waves couldn't recombine, then the photon took one path or the other with 50-50 probability, and equal numbers of photons reached detectors. The results, reported this week in Science, prove that the photon does not decide whether to behave like a particle or a wave when it hits the first beam splitter, Roch says. Rather, the experimenter decides only later, when he decides whether to put in the second beam splitter. In a sense, at that moment, he chooses his reality.
Others had tried to perform Wheeler's experiment but had lacked the single-photon source and other elements to really do it right, says Arthur Zajonc, an experimenter at Amherst College in Massachusetts. "This is the experiment you wanted to do, but it was too hard," he says. The experiment will likely become a classic cited in textbooks, Zajonc says: "It's going to be seen as a kind of a landmark."
Altre informazioni qui: http://www.bottomlayer.com/bottom/basic_delayed_choice.htm
In francese: http://www.techno-science.net/?onglet=news&news=3754
Grazie lowenz bellissima notizia
If the second splitter was on, interference between the two pieces directed the
recombined wave of probability toward one or the other of two detectors, depending on
the difference in the path lengths
Se il secondo specchio semitrasparente c'e' , la probabilita' che faccia un percorso
o l'altro e' in rapporto alla lunghezza del percorso.
Ma,... in che modo: quale percorso fa' piu' spesso, quello piu' lungo o quello piu' corto?
Sono curioso.
Ciao ;)
Ma,... in che modo: quale percorso fa' piu' spesso, quello piu' lungo o quello piu' corto?
Sono curioso.
Ciao ;)
Non sono un esperto di QM eh :D, semplicemente sono molto interessato alle conseguenze epistemologiche di queste simpatiche scoperte :D
Cmq penso che il motivo sia da legare ad una differenza di fase (dovuta ai diversi cammini percorsi) fra le due onde quando vengono ricombinate.
stbarlet
21-02-2007, 18:48
sareste cosí gentili da spiegare cosa hanno verificato con questo esperimento? perché ho lettto in inglese ma i risultati nn li ho capiti . :help:
sareste cosí gentili da spiegare cosa hanno verificato con questo esperimento? perché ho lettto in inglese ma i risultati nn li ho capiti . :help:
The results, reported this week in Science, prove that the photon does not decide whether to behave like a particle or a wave when it hits the first beam splitter
Insomma, viene confermato che:
Now, an experiment shows that an observer can make the choice retroactively, after light has entered a measuring apparatus. The result shows that reality is truly in the eye of the beholder.
stbarlet
21-02-2007, 19:37
Ok ma non ci aveva gia pensato debroglie? se non ho capito male il testo in inglese qui si conferma che il fotone non scegliere di comportarsi come una particella piuttosto che come un`onda, e che questa distinzizone é solo umana
The results, reported this week in Science, prove that the photon does not decide whether to behave like a particle or a wave when it hits the first beam splitter
Insomma, viene confermato che:
Now, an experiment shows that an observer can make the choice retroactively, after light has entered a measuring apparatus. The result shows that reality is truly in the eye of the beholder.
Di tutto l'articolo ti sei focalizzato sulla frase meno significativa ? :D
nonsense
21-02-2007, 21:48
coooolll :eek:
...chissa' chi ci stara' osservando ora?? ;)
Di tutto l'articolo ti sei focalizzato sulla frase meno significativa ? :D
A dire il vero è la più significativa letteralmente parlando, al massimo la meno utile :D
Ok ma non ci aveva gia pensato debroglie? se non ho capito male il testo in inglese qui si conferma che il fotone non scegliere di comportarsi come una particella piuttosto che come un`onda, e che questa distinzizone é solo umana
Ma qui la scelta è differita nel tempo! ;)
fsdfdsddijsdfsdfo
22-02-2007, 04:44
Ok ma non ci aveva gia pensato debroglie? se non ho capito male il testo in inglese qui si conferma che il fotone non scegliere di comportarsi come una particella piuttosto che come un`onda, e che questa distinzizone é solo umana
Debroglie no.
Forse il principio di indecisione ci ha insegnato che la realtà è sempre una coppia inscindibile di osservatore e osservato.
Questo esperimento ci da la conferma definitiva che è l'osservatore il punto cardine, colui che decide lo stato delle cose.
Esempio concreto:
Molti si sono posti la domanda: "ma se una mela cade in un bosco, e nessuno la vede/sente, è davvero caduta?"
oggi sappiamo la risposta: No.
A dire il vero è la più significativa letteralmente parlando, al massimo la meno utile :D
Non mi pare :D
Che sia la meno utile mi pare palese (scientificamente parlando) :D
Debroglie no.
Forse il principio di indecisione ci ha insegnato che la realtà è sempre una coppia inscindibile di osservatore e osservato.
Questo esperimento ci da la conferma definitiva che è l'osservatore il punto cardine, colui che decide lo stato delle cose.
Esempio concreto:
Molti si sono posti la domanda: "ma se una mela cade in un bosco, e nessuno la vede/sente, è davvero caduta?"
oggi sappiamo la risposta: No.
Dai, l'esempio è un pò fuori luogo ;)
La mela è caduta, non confondiamo il mondo che obbedisce alla meccanica quantistica con il mondo macroscopico.
Non mi pare :D
Che sia la meno utile mi pare palese (scientificamente parlando) :D
Beh scusa, ma il "significato" dell'esperimento sta proprio nel dimostrare che si può ritardare la scelta anche dopo che il fotone ha superato il primo beam splitter. Non capisco quali altri risultati si possano legare a questo specifico esperimento che già non si sapessero in QM.
CioKKoBaMBuZzo
22-02-2007, 14:15
se a qualcuno interessa, ho tradotto il pezzo in italiano...sto raccogliendo materiale per la tesina :D
i pezzi tra parentesi sono miei commenti o domande. potreste dirmi se ci sono improprietà di linguaggio o imprecisioni varie?
Secondo la meccanica quantistica, la luce può essere o una graziosa onda che si propaga, o una pioggia di particelle simili a proiettili, a seconda di come la si guarda. Oggi, un esperimento mostra che un osservatore può compiere la scelta retroattivamente, dopo che la luce è entrata in un apparato di misurazione. Il risultato mostra che la realtà è veramente negli occhi dell’osservatore.
Un singolo dollop (il dizionario dice “cucchiaiata”, quindi credo sia inteso come “quanto”) di luce, o fotone, deve essere descritto da un’onda quantistica fluttuante (la funzione d’onda?), che ci dà la probabilità di trovarlo in un preciso punto ad un preciso istante. Allo stesso tempo, il fotone si comporta un po’ come un proiettile indivisibile: osservato con un rivelatore di particelle, produce un segnale distinto, [come un ciottolo che urta la portiera di una macchina]. E le cose diventano ancora più strane. L’onda quantistica può dividersi in due e ricombinarsi, come increspature che fluiscono attorno ad un legnetto in uno stagno, per realizzare singolari effetti di interferenza che determinano in quale direzione si propaga l’onda ricombinata. D’altra parte, è semplicemente impossibile dividere un fotone giunto ad un bivio della strada. Se non c’è un modo per rimettere eventualmente i pezzi insieme, il fotone si comporta come una particella e va da una parte o dall’altra.
Cosa ancora più strana, la scelta di permettere all’onda di ricombinarsi o meno, può essere effettuata anche dopo che il fotone passa il bivio dove avrebbe dovuto dividersi o meno. Il famoso fisico John Archibal Wheeler l’ha capito circa 30 anni fa, ed ha immaginato un esperimento per provarlo. Oggi, Jean-François Roch dell’Ecole Normale Supérieure de Cachan in Francia e colleghi, hanno realizzato l’esperimento. I ricercatori sparano i fotoni uno per uno contro uno specchio [semi-argentato], o “beam splitter” (divisore del fascio di luce), per dividere l’onda quantistica che descrive ciascun fotone. Dopo aver percorso differenti distanze, le due metà [cozzano insieme nuovamente] in un secondo beam splitter lontano 50 metri, che le può ricombinare. Gli sperimentatori possono attivare e disattivare elettronicamente in modo casuale questo secondo beam splitter dopo che il fotone ha passato il primo.
Se il secondo specchio fosse stato attivato, l’interferenza tra le due parti avrebbe diretto l’onda di probabilità ricombinata verso uno o l’altro dei due rivelatori, a seconda della differenza nella lunghezza delle due vie. Se il secondo specchio fosse stato disattivato, e quindi l’onda non avesse potuto ricombinarsi, il fotone avrebbe preso una delle due vie con una probabilità del 50%, e un numero uguale di fotoni avrebbero raggiunto il rivelatore. Il risultato, riportato questa settimana su Science, prova che il fotone non decide se comportarsi come un’onda o una particella quando colpisce il primo beam splitter, dice Roch. Piuttosto, lo sperimentatore lo decide solo in seguito, attivando o meno il secondo beam splitter. In un certo senso, in quel momento, egli sceglie la sua realtà.
Beh scusa, ma il "significato" dell'esperimento sta proprio nel dimostrare che si può ritardare la scelta anche dopo che il fotone ha superato il primo beam splitter. Non capisco quali altri risultati si possano legare a questo specifico esperimento che già non si sapessero in QM.
Ma su questo sono d'accordissimo, mi riferivo al significato letterale della frase :D
Ma su questo sono d'accordissimo, mi riferivo al significato letterale della frase :D
Uff, un po' di poesia non fa male eh :O :D ;)
lnessuno
25-02-2007, 09:05
Esempio concreto:
Molti si sono posti la domanda: "ma se una mela cade in un bosco, e nessuno la vede/sente, è davvero caduta?"
oggi sappiamo la risposta: No.
:mbe:
spero che l'esperimento postato da lowenz sia un'altra cosa perchè altrimenti finisce subito nel cassettone delle "stupidaggini" :D
:mbe:
spero che l'esperimento postato da lowenz sia un'altra cosa perchè altrimenti finisce subito nel cassettone delle "stupidaggini" :D
Beh il discorso è un pelo complicato, considera che ad ogni corpo dotato di massa è associata un'onda, esattamente come per una particella ;)
http://it.wikipedia.org/wiki/Louis-Victor_Pierre_Raymond_de_Broglie
fsdfdsddijsdfsdfo
26-02-2007, 17:44
:mbe:
spero che l'esperimento postato da lowenz sia un'altra cosa perchè altrimenti finisce subito nel cassettone delle "stupidaggini" :D
era un'esagerazione riferita a chi legge i testi di divulgazione scientifica :D:D
Una battuta riguardo ad una domanda comparsa per la prima volta sugli annales des physics...
un po come la questione sul gatto di schrodinger... utile a capire la realtà e neanche tanto distante dalla verità
Mah
Esperimento moderatamente interessante , ma sono del tutto in disaccordo con l' interpretazione data .
Non vedo alcuna "scelta differita" e nessuna sconvolgente rivelazione .
Vedo invece che , come al solito , il collasso della funzione d' onda si realizza nel momento in cui si fa la misurazione ( i rivelatori finali ) in modalità dipendenti dalla storia precedente della particella .
Ancora devo vedere un sistema macroscopico esibire comportamento quantistico , quello sì sarebbe un esperimento coi fiocchi .
Mah
Ancora devo vedere un sistema macroscopico esibire comportamento quantistico , quello sì sarebbe un esperimento coi fiocchi .
Condesati di Bose-Einstein (http://it.wikipedia.org/wiki/Condensato_di_Bose_-_Einstein)
Ciaoz
Condesati di Bose-Einstein (http://it.wikipedia.org/wiki/Condensato_di_Bose_-_Einstein)
Ciaoz
Non è che sono propriamente "enormi" ;)
E cmq sono condizioni particolari .
Se uno riuscisse a far passare un cavallo da una stanza a un' altra per effetto tunnel ... beh quello sì sarebbe un bel passo avanti :D
Imparentabile:
http://physicsweb.org/articles/news/11/4/14/1?rss=2.0
Some physicists are uncomfortable with the idea that all individual quantum events are innately random. This is why many have proposed more complete theories, which suggest that events are at least partially governed by extra "hidden variables". Now physicists from Austria claim to have performed an experiment that rules out a broad class of hidden-variables theories that focus on realism -- giving the uneasy consequence that reality does not exist when we are not observing it (Nature 446 871).
Some 40 years ago the physicist John Bell predicted that many hidden-variables theories would be ruled out if a certain experimental inequality were violated – known as "Bell's inequality". In his thought experiment, a source fires entangled pairs of linearly-polarized photons in opposite directions towards two polarizers, which can be changed in orientation. Quantum mechanics says that there should be a high correlation between results at the polarizers because the photons instantaneously "decide" together which polarization to assume at the moment of measurement, even though they are separated in space. Hidden variables, however, says that such instantaneous decisions are not necessary, because the same strong correlation could be achieved if the photons were somehow informed of the orientation of the polarizers beforehand.
Bell's trick, therefore, was to decide how to orient the polarizers only after the photons have left the source. If hidden variables did exist, they would be unable to know the orientation, and so the results would only be correlated half of the time. On the other hand, if quantum mechanics was right, the results would be much more correlated – in other words, Bell's inequality would be violated.
Many realizations of the thought experiment have indeed verified the violation of Bell's inequality. These have ruled out all hidden-variables theories based on joint assumptions of realism, meaning that reality exists when we are not observing it; and locality, meaning that separated events cannot influence one another instantaneously. But a violation of Bell's inequality does not tell specifically which assumption – realism, locality or both – is discordant with quantum mechanics.
Markus Aspelmeyer and colleagues from the University of Vienna, however, have now shown that realism is more of a problem than locality in the quantum world. They devised an experiment that violates a different inequality proposed by physicist Anthony Leggett in 2003 that relies only on realism, and relaxes the reliance on locality. To do this, rather than taking measurements along just one plane of polarization, the Austrian team took measurements in additional, perpendicular planes to check for elliptical polarization.
They found that, just as in the realizations of Bell's thought experiment, Leggett’s inequality is violated – thus stressing the quantum-mechanical assertion that reality does not exist when we're not observing it. "Our study shows that 'just' giving up the concept of locality would not be enough to obtain a more complete description of quantum mechanics," Aspelmeyer told Physics Web. "You would also have to give up certain intuitive features of realism."
However, Alain Aspect, a physicist who performed the first Bell-type experiment in the 1980s, thinks the team's philosophical conclusions are subjective. "There are other types of non-local models that are not addressed by either Leggett's inequalities or the experiment," he said. "But I rather share the view that such debates, and accompanying experiments such as those by [the Austrian team], allow us to look deeper into the mysteries of quantum mechanics."
Imparentabile:
http://physicsweb.org/articles/news/11/4/14/1?rss=2.0
[b]Some physicists are uncomfortable with the idea that all individual quantum events are innately random. This is why many have proposed more complete theories, which suggest that events are at least partially governed by extra "hidden variables". Now physicists from Austria claim to have performed an experiment that rules out a broad class of hidden-variables theories that focus on realism -- giving the uneasy consequence that reality does not exist when we are not observing it
...per me è tardi e non riesco fisicamente (è il caso di dirlo) a leggerlo tutto, però: "giving the uneasy consequence that reality does not exist when we are not observing it" mi pare ne più ne meno il risultato della meccanica quantistica dall'interpretazione di Copenhagen in poi (1927).
Frase che cozza fra l'altro con il risultato dell'esperimento di questi austriaci, i quali sostengono di aver rilevato qualche variabile nascosta..mh..
Il resto domani a mente fresca :D
Frase che cozza fra l'altro con il risultato dell'esperimento di questi austriaci, i quali sostengono di aver rilevato qualche variabile nascosta..mh..
Da quanto ho capito io... quando sono state testate le diseguaglianze di Bell (Aspect e poi con esperiementi via via più precisi) si ritiene che non sia possibile, in una teoria che replichi i risultati della fisica quantistica, mantenere sia realismo sia località. Generalmente si rilassa la prima ipotesi, come succede nell'interpretazione di Copenhagen, ma è possibile rilassare la seconda (come nell'interpretazione di Bohm). L'articolo spiega che con un esperimento sarebbe stato possibile escludere un'ampia classe di teorie del secondo tipo.
Lucrezio
22-04-2007, 10:58
Che figata l'hanno fatto davvero!
Comunque io una piccola provocazione la lancio (premettendo che sono un teorico, adoro la meccanica quantistica e me ne occuperò probabilmente per tutta la vita): alla distinzione fenomeno/noumeno mi sembra che ci avesse già pensato qualcuno un paio di secoli prima della QM!
Grande Immanuel, hai fregato tutti :D
Da quanto ho capito io... quando sono state testate le diseguaglianze di Bell (Aspect e poi con esperiementi via via più precisi) si ritiene che non sia possibile, in una teoria che replichi i risultati della fisica quantistica, mantenere sia realismo sia località. Generalmente si rilassa la prima ipotesi, come succede nell'interpretazione di Copenhagen, ma è possibile rilassare la seconda (come nell'interpretazione di Bohm). L'articolo spiega che con un esperimento sarebbe stato possibile escludere un'ampia classe di teorie del secondo tipo.
Esatto, è come ho capito io.
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