Nuove conferme arrivano
nel campo della fisica del campo fluido. Divertente vedere come grosse sorprese
per la corrente fisica attualmente scoperte siano concetti ormai superati da
anni e anni. A ognuno la sua strada, ora le onde pilota stanno per ripristinare
una concezione più realistica.....
Per
quasi un secolo, la "realtà" è stato un concetto oscuro. Le leggi della fisica quantistica sembrano suggerire che le
particelle passano gran parte del loro tempo in uno stato spettrale, privo di
proprietà anche di base, come una posizione definita e invece esistente ovunque
e in nessun luogo in una sola volta. Solo
quando una particella viene misurato lo fa improvvisamente si materializzano,
che sembra prendere la sua posizione come se da un lancio di dadi.
Questa idea che la natura è intrinsecamente
probabilistica - che le particelle non hanno proprietà duri, verosimiglianze
solo, fino a quando non si osservano - è direttamente implicato dalle equazioni
standard della meccanica quantistica. Ma ora una serie di esperimenti
sorprendenti con fluidi ha fatto rivivere vecchio scetticismo circa quella
visione del mondo. I risultati bizzarri stanno
alimentando l'interesse in una versione quasi dimenticato della meccanica
quantistica, uno che non ha mai dato l'idea di un'unica realtà, concreta.
Gli esperimenti comportano una goccia di olio
che rimbalza lungo la superficie di un liquido. La goccia si riversa dolcemente
il liquido con ogni rimbalzo. Allo stesso tempo, increspature
rimbalzi ultimi influenzano il suo corso. l'interazione della gocciolina
con le sue increspature, che formano ciò che è noto come un'onda pilota, induce
a mostrare comportamenti precedentemente ritenuti peculiari particelle
elementari - tra cui i comportamenti visti come la prova che queste particelle
sono distribuite nello spazio come onde, senza alcuna posizione specifica ,
fino a quando non vengono misurati.
Le particelle su scala quantica sembrano fare
le cose che gli oggetti a misura d'uomo non fanno. Possono tunnel attraverso le
barriere, spontaneamente sorgere o distruggere, ed occupare i livelli di
energia discreti. Questo nuovo organismo di
ricerca rivela che goccioline di olio, quando guidato da onde pilota, mostrano
anche queste caratteristiche quantistiche-like.
Per alcuni ricercatori, gli esperimenti
suggeriscono che gli oggetti quantistici sono definite come goccioline, e che
anche essi sono guidati da onde pilota - in questo caso, ondulazioni fluido
come nello spazio e nel tempo. Questi argomenti hanno
iniettato nuova vita in un deterministico (in contrapposizione a
probabilistica) la teoria del mondo microscopico prima proposta, e respinto,
alla nascita della meccanica quantistica.
"Si tratta di un sistema classico che
presenta un comportamento che la gente pensasse in precedenza era esclusivo al
regno dei quanti, e possiamo dire perché," ha dichiarato John
Bush , un professore di matematica applicata presso
il Massachusetts Institute of Technology, che ha guidato diverse recente rimbalzo-goccioline
esperimenti . "Le cose più comprendiamo
e in grado di fornire una logica fisica per, tanto più difficile sarà quello di
difendere i 'meccanica quantistica è magia' prospettiva".
Una Goccia Quantum
Ora, finalmente, la
teoria pilota-wave potrebbe trattarsi di un ritorno minore - almeno, tra
dynamicists fluidi."Vorrei che le persone che stavano sviluppando la
meccanica quantistica agli inizi del secolo scorso hanno avuto accesso a questi
esperimenti", ha detto Milewski. "Perché allora tutta la storia
della meccanica quantistica potrebbe essere diverso."
Gli esperimenti hanno
iniziato una decina di anni fa, quando Yves Coudere
colleghi presso l'Università Paris Diderot scoperto che vibrare un bagno di
olio di silicone su e giù ad una particolare frequenza in grado di indurre una
goccia per far rimbalzare lungo la superficie. Il percorso della
gocciolina, hanno trovato, è stata guidata dai contorni inclinati della
superficie del liquido generato dai propri rimbalzi della gocciolina - una
interazione particella-onda reciproca analoga a de concetto di pilota-onda di
Broglie.
In un esperimento
innovativo , i ricercatori hanno utilizzato la configurazione
di Parigi gocciolina di dimostrare l'interferenza singola e doppia fenditura. Essi
hanno scoperto che quando una gocciolina rimbalza verso una coppia di aperture
in una barriera damlike, passa attraverso una sola fessura o l'altro, mentre
l'onda pilota attraversa entrambi. ripetute prove mostrano che i fronti
d'onda si sovrappongono dell'onda pilota di guidare le goccioline a determinati
luoghi e non in altre località, tra - una replica apparente del modello di
interferenza nella esperimento della doppia fenditura quantistica che Feynman
descritto come "impossibile ... per spiegare in ogni classica modo ".
E proprio come misurare le traiettorie delle particelle sembra" collasso
"loro realtà simultanee, disturbando l'onda pilota nell'esperimento
rimbalzo-gocciolina distrugge la figura di interferenza.
Goccioline possono
anche sembrare "tunnel"
attraverso le barriere , orbitano una intorno all'altra in
stabili "Stati
vincolati ", e mostrano proprietà analoghe a rotazione
quantistica e l'attrazione elettromagnetica. Quando confinato in aree
circolari chiamati recinti, formano anelli concentrici analoghe alle onde stazionarie generate
da elettroni in recinti quantistica. Hanno anche annichilano con le bolle
del sottosuolo, con un effetto che ricorda la distruzione reciproca delle
particelle di materia e antimateria.
In ciascuna prova, la
goccia si snoda un percorso caotica che, nel tempo, si accumula la stessa
distribuzione statistica nel sistema fluido come quello previsto di particelle
su scala quantica. Ma piuttosto che derivanti da indeterminatezza o di una
mancanza di realtà, questi effetti quantistici, come sono guidati, secondo i
ricercatori, da "memoria
percorso." Ogni rimbalzo della goccia lascia un segno a
forma di increspature, e queste increspature caotico ma deterministicamente
influenzare i futuri rimbalzi del droplet e portare a risultati statistici
quantum-like. Il percorso più memoria un dato mostre fluide - che è, meno
le sue increspature dissipano - il più nitido e più quantum-come le statistiche
diventano. "Memoria genera il caos, che abbiamo bisogno di ottenere
le probabilità di destra", ha spiegato Couder. "Vediamo memoria
percorso chiaramente nel nostro sistema. Essa non significa
necessariamente che esiste in oggetti quantistici, suggerisce solo sarebbe
possibile ".
Le statistiche
quantistici sono evidenti anche quando le goccioline sono sottoposti a forze
esterne. In un recente test ,
Couder ei suoi colleghi posto un magnete al centro del loro bagno d'olio e
osservato una gocciolina ferrofluido magnetica. Come un elettrone che
occupa i livelli di energia fissa intorno ad un nucleo, la goccia che rimbalza
adottato un insieme discreto di orbite stabili intorno al magnete,
ciascuna caratterizzata da un livello di energia impostato e momento angolare. Il
"quantizzazione" di queste proprietà in pacchetti discreti di solito
è inteso come una caratteristica del regno quantico.
Se lo spazio e il
tempo si comportano come un superfluido, o di un fluido che sperimenta alcuna
dissipazione a tutti, allora la memoria percorso, concettualmente, potrebbe dar
luogo alla strana fenomeno quantistico di entanglement - ". Azione spettrale
a distanza" ciò che Einstein indicato come quando due particelle
impigliarsi, una misura dello stato di uno colpisce immediatamente che
dell'altro. L'intreccio vale anche se le due particelle sono anni luce di
distanza.
In meccanica
quantistica standard, l'effetto è razionalizzato il crollo istantaneo di
un'onda di probabilità congiunta delle particelle. Ma nella versione
pilota onda di eventi, una interazione tra due particelle in un universo
superfluido li imposta sul percorsi che rimanere correlati sempre perché
l'interazione influisce definitivamente i contorni del superfluido. "Mentre
le particelle si muovono lungo, si sentono il campo d'onda generata dal loro in
passato e tutte le altre particelle in passato", ha spiegato Bush. In
altre parole, l'ubiquità dell'onda pilota "fornisce un meccanismo per la
contabilità per queste correlazioni non locali". Eppure un test
sperimentale di entanglement gocciolina rimane un obiettivo lontano.
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