domenica 12 marzo 2017

Alla scoperta del fluido quantistico.........

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.