Engtanglement houdt in dat een samengesteld systeem, beschreven door 1 golffunctie, uiteenvalt in bv 2 systemen elk met een eigen golffunctie. Deze golffuncties zullen dan, wanneer er niet gemeten wordt, verstrengeld zijn. Dat resulteert in eigenaardige eigenschappen van de natuur, wat het EPR (Einstein, Podolsky, Rosen) experiment laat zien: de natuur is niet-lokaal.quote:Neem als voorbeeld es een quantummechanische dobbelsteen. Je kunt een 1 gooien, een 2,.... tot een 6. Wanneer je een gewone dobbelsteen gooit in een bekertje en je licht de beker niet op, ga je er van uit dat de dobbelsteen op een zijde ligt; je hebt het alleen nog niet waargenomen. In systemen waar de QM heerst is dit echter volgens deze QM NIET zo. Een "QM"-dobbelsteen zal op alle zes zijden tegelijk liggen, totdat je meet. En als je meet gaat het systeem over van zo'n "toestand van zes zijden" naar 1 welbepaalde zijde.
Dat is vreemd, want wij gingen er altijd van uit dat wanneer je niet meet aan een systeem, het systeem zich wel in een welbepaalde toestand bevindt; je hebt het alleen nog niet waargenomen. In de QM echter is de meting een cruciaal onderdeel van het systeem, en kun je die niet meer wegdenken.
Nu komen we bij de EPR-paradox aan. Als ik een rode en een blauwe bal elk in een doos stop, en ik geef jou een doos mee en Piet eentje, dan kunnen jullie heel ver uit elkaar gaan; zeg, een miljard lichtjaar uit elkaar.. Wanneer Piet ziet dat hij een rode bal heeft, dan weet hij instantaan dat jij een blauwe bal hebt. En andersom, natuurlijk. Hier is niks mysterieus aan.
Als je het echter "quantummechanisch" bekijkt en twee quantumsystemen hebt, dan zegt de QM dat de bal pas een bepaalde kleur krijgt wanneer je het doosje opendoet. Daarvoor zat de bal in een toestand van rood EN blauw., en door jouw meting "stort de bal zich in 1 van de twee toestanden", waarvan je alleen de kansen kunt uitrekenen.
Dat is een hele andere situatie, want doordat jouw balletje zich in een kleur heeft gestort moet Piet zijn balletje zich ook instantaan in precies de andere kleur hebben gestort. DAT is wat men de "EPR-paradox" noemt. Het is een probleem, omdat de QM zegt dat de bal pas een kleur krijgt bij waarneming, in tegenstelling tot het klassieke geval waar er geen enkel probleem was! Dat is de reden dat men het "spooky action at a distance" noemt, of in jargon: niet-lokale effecten. De reden waarom ik zei dat het nogal misleidend is om hier over "informatie" te spreken is dat je met dit verschijnsel geen informatie kunt versturen, en er dus volgens Einstein wat betreft "sneller dan het licht informatie verzenden" niks aan de hand is; de speciale relativiteitstheorie wordt hier onder geen beding geschonden!
Einstein meende dat met dit experiment zou worden aangetoond dat de QM niet volledig is omdat niet-lokale effecten als niet-fysisch werden beschouwd, maar tot zijn verbazing bleek de QM de uitkomst juist te hebben; de QM is dus inherent niet-lokaal!
Dan is de vraag: wat gebeurt er nu precies? De QM vertelt daar heel weinig over; ze zegt bijvoorbeeld niet HOE het systeem instort bij een meting. Dat is ook een reden waarom veel fysici denken dat de QM niet het hele verhaal is; het bekendste voorbeeld daarvan is Einstein, maar een ander erg belangrijk persoon hierin was Bell. Sommige mensen stelden dat er "verborgen variabelen" moesten zijn zodat de QM ons gewoonweg niet het hele verhaal vertellen, maar Bell heeft in een ontzettend belangrijk artikel aangetoond dat zo'n theorie met verborgen variabelen onder algemene voorwaarden niet alle experimenten kunnen verklaren die de QM wel kan verklaren.
Het is niet zozeer dat we entanglement "niet kunnen verklaren"; het is meer dat men verwacht dat een theorie lokaal is.quote:Op dinsdag 6 juli 2010 15:02 schreef hessels het volgende:
En de snaartheorie kan dit verschijnsel dus ook (nog) niet verklaren?
Die entanglement blijft een intrigerende eigenschap van de QM. Het is natuurlijk wel opmerkelijk dat entanglement alleen maar kan ontstaan uit 1 bron golffunctie.quote:Op dinsdag 6 juli 2010 14:50 schreef Haushofer het volgende:
"Entanglement" is iets wat al in gewone QM voorkomt. Ik koppiepeest ff iets wat ik een tijdje geleden ergens anders hierover heb neergezet
[..]
Engtanglement houdt in dat een samengesteld systeem, beschreven door 1 golffunctie, uiteenvalt in bv 2 systemen elk met een eigen golffunctie. Deze golffuncties zullen dan, wanneer er niet gemeten wordt, verstrengeld zijn. Dat resulteert in eigenaardige eigenschappen van de natuur, wat het EPR (Einstein, Podolsky, Rosen) experiment laat zien: de natuur is niet-lokaal.
Ik ben nu het boek "Voor de oerknal" van Martin Bojowald aan het lezen, het gaat oa over de loop quantum gravity.quote:Op woensdag 30 december 2009 22:39 schreef Haushofer het volgende:
Zijn er alternatieven?
Ja. Een voorbeeld is Loop quantum gravity. Er zijn niet gek veel fysici die zich hiermee bezighouden, en ikzelf ken de theorie eigenlijk ook amper.
Ik kan je verhaal amper vastknopen aan dingen die ik al weet/denk te weten, dus een groot deel blijft zweverig. Het laatste stukje komt weer in de voor mij bekende wereld en bevat meteen tegenstrijdige beweringen.quote:Op woensdag 4 augustus 2010 21:35 schreef Haushofer het volgende:
Heb straks weer een snaarschool afgesloten, dus genoeg stof om weer es wat te posten, lijkt me
Dit keer een wat technischer verhaal: hoe wordt de dynamica van velden bepaald in snaartheorie en wat is precies de rol van ruimtetijd? (dat laatste is ook al eerder voorbijgekomen, geloof ik).
Een snaar traceert een 2-dimensionaal vlak uit in de ruimtetijd, net zoals een puntdeeltje een 1-dimensionale lijn traceert. Dit 2-dimensionale vlak noemen we de 'worldsheet'. Hier gebeuren alle spannende dingen. Je neemt aan dat deze worldsheet zich bevindt in iets wat we 'ruimtetijd' noemen, maar voor de rest formuleer je het meeste omtrent de snaar op deze worldsheet. Als je consistentie met Einstein's relativiteitstheorie wilt behouden blijkt deze ruimtetijd een vast aantal dimensies te moeten hebben.
Het blijkt ook dat je een bepaalde symmetrie nodig hebt op die worldsheet. Die symmetrie heet "conforme symmetrie". Je zou het kunnen bekijken als een symmetrie, die van een rooster van kruisende lijnen de hoek tussen deze lijnen behoudt. Dat betekent dat er geen lengteschaal bestaat in zo'n conforme theorie. Deze symmetrie blijkt nodig te zijn om de zaak consistent te houden.
Nu komt het wonderlijke. Je kunt nu naar de eerste relevante trillingsmodi kijken van de snaar; dit zijn de trillingsmodi die we interpreteren als massaloze deeltjes (het tachyon laten we even voor wat het is). Nu kun je de theorie alleen "perturbatief" opschrijven; je moet term voor term de theorie opschrijven, zonder te weten wat de exacte uitdrukking is. Dit gebeurt ook in de kwantummechanica. Dit doe je puur in termen van de worldsheet.
Nu wil je in deze expansie die conforme symmetrie behouden; anders is je theorie niet meer consistent. Dit moet voor elk massaloos deeltje gelden. Als je nu kijkt wat dit bijvoorbeeld voor het spin-2 massaloze deeltje betekent, wat je interpreteert als het graviton, dan komen daar de Einsteinvergelijkingen in de ruimtetijd uit!
Oftewel: het behoud van die conforme symmetrie op de worldsheet van de snaar geeft je de bewegingsvergelijkingen van het graviton in de ruimtetijd!
Dit kun je ook voor de andere deeltjes doen die je snaar kan representeren.
Nu komt de vraag: wat is ruimtetijd dan precies? In Einstein's theorie zijn er helemaal geen gravitonen; zwaartekracht is slechts de kromming van ruimtetijd. Maar in snaartheorie heb je wel gravitonen. Wat is dan die ruimtetijd precies? Is het een collectie van snaren?
Daar hoop ik later op terug te komen
Maar dit is snaartheorie, geen gewone algemene relativiteit meer. De theorie pretendeert dan ook zwaartekracht op quantumniveau te kunnen beschrijven. We weten dat buiten dat quantumregime de Einsteinvergelijkingen gelden, dus snaartheorie moet in dat geval deze Einsteinvergelijkingen weer geven.quote:Op vrijdag 6 augustus 2010 00:40 schreef Kees22 het volgende:
[..]
Ik kan je verhaal amper vastknopen aan dingen die ik al weet/denk te weten, dus een groot deel blijft zweverig. Het laatste stukje komt weer in de voor mij bekende wereld en bevat meteen tegenstrijdige beweringen.
Uit het behoud van de conforme symmetrie rolt de bewegingsvergelijking van het graviton in de ruimtetijd. OK, ik geloof je op je woord.
Maar de ruimtetijd van Einstein kende toch geen graviton?? Dan kan daar toch ook geen formule voor zijn??
Een deeltje is een bepaalde trillingstoestand van een snaar. De snaar is dus het fundamentele object. In principe heb je slechts twee verschillende snaren: gesloten en open snaren. Dat zijn wiskundig de verschillende vormen die 1 dimensionale objecten kunnen hebben. Dat is ook het mooie aan snaartheorie. Je hebt voor al die verschillende deeltjes slechts 1 object nodig, wat gesloten of open kan zijn, en wat op verschillende manieren kan trillen. Het graviton blijkt bijvoorbeeld in het spectrum van gesloten snaren te zitten, terwijl fotonen uit het elektromagnetisme met open snaren beschreven kunnen worden.quote:En de snaar kan ook andere deeltjes representeren? Dezelfde snaar? Of een andere? En verschillende deeltjes tegelijkerruimtetijd door een snaar gerepresenteerd?
Nu lijkt me een goed momentquote:Op woensdag 4 augustus 2010 21:35 schreef Haushofer het volgende:
Nu komt de vraag: wat is ruimtetijd dan precies? In Einstein's theorie zijn er helemaal geen gravitonen; zwaartekracht is slechts de kromming van ruimtetijd. Maar in snaartheorie heb je wel gravitonen. Wat is dan die ruimtetijd precies? Is het een collectie van snaren?
Daar hoop ik later op terug te komen
Dat is vet!quote:Als je nu kijkt wat dit bijvoorbeeld voor het spin-2 massaloze deeltje betekent, wat je interpreteert als het graviton, dan komen daar de Einsteinvergelijkingen in de ruimtetijd uit!
Oftewel: het behoud van die conforme symmetrie op de worldsheet van de snaar geeft je de bewegingsvergelijkingen van het graviton in de ruimtetijd!
Gravitonen zijn virtuele deeltjes. Eigenlijk zijn het wiskundige tussenstappen die je maakt omdat je je vergelijkingen niet analytisch kunt oplossen, maar alleen term voor term kunt benaderen. Een voorbeeld daarvan is het getal 2 schrijven alsquote:Op vrijdag 3 december 2010 17:08 schreef Onverlaatje het volgende:
[..]
Dat is vet!
Maar.. maar.. graviton? Of zien wij alleen de intersecties van gravitonen door onze ruimtetijd?
Speculaas... En nu is het tijd voor Sinterklaas! =Dquote:Op vrijdag 3 december 2010 23:17 schreef Haushofer het volgende:
[..]
Gravitonen zijn virtuele deeltjesspeculatieve deeltje. Eigenlijk zijn het wiskundige tussenstappen(=rationeel) die je maakt omdat je je vergelijkingen niet analytisch kunt oplossen, maar alleen term voor term kunt benaderen. Een voorbeeld daarvan is het getal 2 schrijven als
x = 1+1/2+1/4+1/8+1/16+ ...+2-n + ...
Als je de uitkomst van deze som niet zou weten, dan zou je alleen zo veel mogelijk termen kunnen opschrijven.
In veel theorieën heb je zo ook te maken met uitdrukkingen waarvan je de oplossing niet exact kunt opschrijven. Je kunt alleen een benadering opschrijven. Hoe meer termen deze benadering bevat, des te dichter het antwoord zal liggen bij de oplossing. Net zoals je de x hierboven kunt benaderen door heel veel termen op te schrijven. Zo ook in snaartheorie. De tussenstappen in dit soort berekeningen manifesteren zich als "deeltjes" die echter niet aan de gewoonlijke energierelaties voldoen. We noemen ze daarom "virtueel". Deze berekeningen zijn vaak ingewikkeld en worden overzichtelijk gemaakt met Feynman diagrammen.
Als we in staat zouden zijn de vergelijkingen exact op te lossen, dan zouden we die virtuelespeculatieve deeltjes helemaal niet nodig hebben. Zo kijken de meeste fysici tegen ze aan denk ik; als wiskundige hulpmiddelen. Helaas doen sommige mensen er nogal mysterieus over, iets wat in mijn ogen helemaal niet nodig is.
Hoe kun je in vredesnaam een theorie ontwikkelen als je in je berekeningen virtuele waardes hebt? De uitkomsten zijn op deze manier aan zoveel ongewisse factoren onderhevig dat zowat elk model onvolledig is ..quote:Op vrijdag 3 december 2010 23:17 schreef Haushofer het volgende:
[..]
Gravitonen zijn virtuele deeltjes. Eigenlijk zijn het wiskundige tussenstappen die je maakt omdat je je vergelijkingen niet analytisch kunt oplossen, maar alleen term voor term kunt benaderen. Een voorbeeld daarvan is het getal 2 schrijven als
x = 1+1/2+1/4+1/8+1/16+ ...+2-n + ...
Als je de uitkomst van deze som niet zou weten, dan zou je alleen zo veel mogelijk termen kunnen opschrijven.
In veel theorieën heb je zo ook te maken met uitdrukkingen waarvan je de oplossing niet exact kunt opschrijven. Je kunt alleen een benadering opschrijven. Hoe meer termen deze benadering bevat, des te dichter het antwoord zal liggen bij de oplossing. Net zoals je de x hierboven kunt benaderen door heel veel termen op te schrijven. Zo ook in snaartheorie. De tussenstappen in dit soort berekeningen manifesteren zich als "deeltjes" die echter niet aan de gewoonlijke energierelaties voldoen. We noemen ze daarom "virtueel". Deze berekeningen zijn vaak ingewikkeld en worden overzichtelijk gemaakt met Feynman diagrammen.
Als we in staat zouden zijn de vergelijkingen exact op te lossen, dan zouden we die virtuele deeltjes helemaal niet nodig hebben. Zo kijken de meeste fysici tegen ze aan denk ik; als wiskundige hulpmiddelen. Helaas doen sommige mensen er nogal mysterieus over, iets wat in mijn ogen helemaal niet nodig is.
|
Forum Opties | |
---|---|
Forumhop: | |
Hop naar: |