Atoom bevindt zich op 2 plaatsen tegelijk.

Hier kan gedebateerd worden over de nieuwste ontwikkelingen in de wetenschap.

Moderator: Moderators

Gebruikersavatar
pallieter
Bevlogen
Berichten: 3688
Lid geworden op: 12 mar 2009 10:54

Atoom bevindt zich op 2 plaatsen tegelijk.

Bericht door pallieter »

http://phys.org/news/2015-01-atoms.html

Heel goede uitleg over superpositie.
Almost 100 years ago physicists Werner Heisenberg, Max Born und Erwin Schrödinger created a new field of physics: quantum mechanics. Objects of the quantum world – according to quantum theory – no longer move along a single well-defined path. Rather, they can simultaneously take different paths and end up at different places at once. Physicists speak of quantum superposition of different paths.

At the level of atoms, it looks as if objects indeed obey quantum mechanical laws. Over the years, many experiments have confirmed quantum mechanical predictions. In our macroscopic daily experience, however, we witness a football flying along exactly one path; it never strikes the goal and misses at the same time. Why is that so?

"There are two different interpretations," says Dr. Andrea Alberti of the Institute of Applied Physics of the University of Bonn. "Quantum mechanics allows superposition states of large, macroscopic objects. But these states are very fragile, even following the football with our eyes is enough to destroy the superposition and makes it follow a definite trajectory."
Een tijdje geleden was er ook de opmerking dat materie materie blijft, zelfs op kwanta niveau. Dit klopt niet.

http://nl.wikipedia.org/wiki/Materie

Er zijn verschillende toestanden van materie mogelijk. Meer dan er in het wiki artikel staan. Een golffunctie is echter geen toestand van materie.
"Anti-intellectualisme has been a constant thread winding its way through our political and cultural life, nurtured by the false notion that democracy means that my ignorance is just as good as your knowledge" - Isaac Asimov
Gebruikersavatar
Vilaine
Bevlogen
Berichten: 3717
Lid geworden op: 26 mei 2010 15:38
Locatie: Fryslân

Re: Atoom bevindt zich op 2 plaatsen tegelijk.

Bericht door Vilaine »

Betekent dat, dat je een bal het doel in kunt kijken?
Despite the high cost of living.....
it remains popular.
Gebruikersavatar
pallieter
Bevlogen
Berichten: 3688
Lid geworden op: 12 mar 2009 10:54

Re: Atoom bevindt zich op 2 plaatsen tegelijk.

Bericht door pallieter »

Betekent dat, dat je een bal het doel in kunt kijken?
Dat betekent dat aangezien jij de bal kan zien er zeker licht (fotonen) reflecteren van de bal. En die interactie doet de superpositie inklappen.
"Anti-intellectualisme has been a constant thread winding its way through our political and cultural life, nurtured by the false notion that democracy means that my ignorance is just as good as your knowledge" - Isaac Asimov
Gebruikersavatar
Peter van Velzen
Site Admin
Berichten: 21039
Lid geworden op: 02 mei 2010 10:51
Locatie: ampre muang trang thailand

Re: Atoom bevindt zich op 2 plaatsen tegelijk.

Bericht door Peter van Velzen »

In zekere zin is de superpositie slechts een theorie, die de ingeklapte werkelijkheid die wordt veroorzaakt door de gebeurtenis die wij waarneming noemen, verklaart. De waarneming (een gebeurtenis) is het enige waaromtrent we welkelijk iets weten, en alleen die bestaat dus meer dan alleen maar theoretisch. In die zin had Heraclites gelijk en Parmenides dus ongelijk. Dit ondanks het feit dat wij intuitief bijna altijd de denkwijze van parmenides toepassen.

Toestanden bestaan wellicht helemaal niet, als we ze desalniettemin veronderstellen, ontstaat automatisch een grote mate van onzekerheid. Overifens bestaan waarnemingen dus uit gebeurtenissen, waarbij altijd meerdere deeltjes betrokken zijn. Het is dus nooit waar dat wij een deeltje waarnemen, we nemen altijd interacties tussen verschillende deeltjes waar.
Ik wens u alle goeds
Gebruikersavatar
pallieter
Bevlogen
Berichten: 3688
Lid geworden op: 12 mar 2009 10:54

Re: Atoom bevindt zich op 2 plaatsen tegelijk.

Bericht door pallieter »

Het is dus nooit waar dat wij een deeltje waarnemen, we nemen altijd interacties tussen verschillende deeltjes waar.
Zou zelf zeggen wij zijn interacties tussen deeltjes.
"Anti-intellectualisme has been a constant thread winding its way through our political and cultural life, nurtured by the false notion that democracy means that my ignorance is just as good as your knowledge" - Isaac Asimov
Blues-Bob
Bevlogen
Berichten: 4763
Lid geworden op: 26 aug 2010 07:33
Locatie: Friesland

Re: Atoom bevindt zich op 2 plaatsen tegelijk.

Bericht door Blues-Bob »

Hoe druk je interactie uit tussen a en b in de wiskunde achter de natuurkunde?

Groet,

Bob
"You can think I'm wrong, but that's no reason to quit thinking." - House
Tiepvauden ondur voorbehauwt.
Gebruikersavatar
pallieter
Bevlogen
Berichten: 3688
Lid geworden op: 12 mar 2009 10:54

Re: Atoom bevindt zich op 2 plaatsen tegelijk.

Bericht door pallieter »

http://nl.wikipedia.org/wiki/Kwantummec ... rgelijking
In de meest simpele vorm worden deeltjes in de kwantummechanica beschreven als oplossing van de Schrödingervergelijking. In de plaats-representatie is deze golffunctie \Psi(\vec{x},t) een oplossing van deze vorm van de Schrödingervergelijking:

i\hbar \frac{\partial \Psi}{\partial t} = -\frac{\hbar^2}{2m} \nabla^2 \Psi + V(\vec{x})\Psi

Die vergelijking heeft de wiskundige vorm van een golfvergelijking, dus volgen hieruit de golfeigenschappen. Hierin is i de imaginaire eenheid (met i²=–1), \partial / \partial t de partiële afgeleide naar de tijd, \hbar de constante van Dirac, m de massa, \nabla^2 de Laplaceoperator, V de potentiaal en \vec{x} de plaatsvector.

In een meer algemene vorm kan de tijdsafhankelijke Schrödingervergelijking geschreven worden als:

i\hbar \frac{\partial \Psi}{\partial t} = H \Psi

Hierbij is H de hamiltoniaan, een operator die de totale energie weergeeft. Vaak wordt er voor gekozen om de tijdonafhankelijke Schrödingervergelijking op te lossen voor \psi(\vec{x}) .

E \psi(\vec{x}) = H \psi(\vec{x})

De tijdsafhankelijke golffunctie wordt dan gegeven door: \Psi(\vec{x},t) = e^{-iEt / \hbar}\psi(\vec{x}).

Zie ook Impulsoperator.
http://nl.wikipedia.org/wiki/Hamiltonformalisme

Het Hamilton-formalisme is een herformulering van de klassieke mechanica, die in 1833 door de Ierse wiskundige William Rowan Hamilton is opgesteld.

Het Hamilton-formalisme is ontstaan ​​uit de Lagrangiaanse mechanica, een eerdere herformulering van de klassieke mechanica, die in 1788 werd geïntroduceerd door Joseph-Louis Lagrange. Doordat het gebruikmaakt van symplectische ruimte kan het Hamilton-formalisme worden geformuleerd zonder een beroep te hoeven doen op de Lagrangiaanse mechanica. De Hamiltoniaanse methode verschilt hierin van de Lagrangiaan methode dat in plaats van tweede-orde differentiaal restricties uit te drukken op een n-dimensionale coördinatenruimte (waar n het aantal vrijheidsgraden van het systeem is), het Hamilton-formalisme eerste-orde restricties op een 2n-dimensionale faseruimte uitdrukt[1]
"Anti-intellectualisme has been a constant thread winding its way through our political and cultural life, nurtured by the false notion that democracy means that my ignorance is just as good as your knowledge" - Isaac Asimov
Blues-Bob
Bevlogen
Berichten: 4763
Lid geworden op: 26 aug 2010 07:33
Locatie: Friesland

Re: Atoom bevindt zich op 2 plaatsen tegelijk.

Bericht door Blues-Bob »

Thanks, ik ken al die constante wel niet, maar wel leuk / interessant dat het een golf-vergelijking is.

Groet,

Bob
"You can think I'm wrong, but that's no reason to quit thinking." - House
Tiepvauden ondur voorbehauwt.
Gebruikersavatar
pallieter
Bevlogen
Berichten: 3688
Lid geworden op: 12 mar 2009 10:54

Re: Atoom bevindt zich op 2 plaatsen tegelijk.

Bericht door pallieter »

Wil je nu weten wanneer en hoe deeltjes gaan interageren, heb je Fermi golden rule nodig.

Dit ding bepaalt de kans voor welke verandering van eigenwaarde ook.

http://en.wikipedia.org/wiki/Fermi%27s_golden_rule
In quantum physics, Fermi's golden rule is a way to calculate the transition rate (probability of transition per unit time) from one energy eigenstate of a quantum system into another energy eigenstate, due to a perturbation.

Eigenwaarde?????

http://en.wikipedia.org/wiki/Eigenvalue ... r_equation
where |\Psi_E\rangle is an eigenstate of H and E represents the eigenvalue. It is an observable self adjoint operator, the infinite dimensional analog of Hermitian matrices. As in the matrix case, in the equation above H|\Psi_E\rangle is understood to be the vector obtained by application of the transformation H to |\Psi_E\rangle.
http://en.wikipedia.org/wiki/Eigenvalue ... genvectors

Niet zo eenvoudig.
"Anti-intellectualisme has been a constant thread winding its way through our political and cultural life, nurtured by the false notion that democracy means that my ignorance is just as good as your knowledge" - Isaac Asimov
Gebruikersavatar
Bonjour
Moderator
Berichten: 6642
Lid geworden op: 27 jun 2008 23:26

Re: Atoom bevindt zich op 2 plaatsen tegelijk.

Bericht door Bonjour »

Ik ben nog steeds aan de alcohol.
Je kent deze toch wel:

How I need a drink, alcoholic in nature after the heavy lectures involving quantum mechanics.
Israëlisch politiek is de splijtzwam van de wereld.
Gebruikersavatar
pallieter
Bevlogen
Berichten: 3688
Lid geworden op: 12 mar 2009 10:54

Re: Atoom bevindt zich op 2 plaatsen tegelijk.

Bericht door pallieter »

How I need a drink, alcoholic in nature after the heavy lectures involving quantum mechanics.
Er was ooit een moment in mijn leven dat ik deze wiskunde volledig begreep en kon toepassen.

Gelukkig heb ik die toestand grotendeels kunnen wegdrinken. :wink:
"Anti-intellectualisme has been a constant thread winding its way through our political and cultural life, nurtured by the false notion that democracy means that my ignorance is just as good as your knowledge" - Isaac Asimov
Blues-Bob
Bevlogen
Berichten: 4763
Lid geworden op: 26 aug 2010 07:33
Locatie: Friesland

Re: Atoom bevindt zich op 2 plaatsen tegelijk.

Bericht door Blues-Bob »

Ik ken eigenvalues als statistische methode om in matrix-algebra de variantie te consolideren. Dit gebeurt overigens meestal in een factor analyse waarbij meerdere componenten samenhangen en samengevoegd worden tot 1 variabele. Hierin wordt overigens de mate van consolideren, afgezet tegen o.a. theorievorming en non-trivialiteit in(lees complexiteit duidende) variantie en is dus niet een heel zwart-wit ding.

Hoe zit dit in de fysica?

Groet,

Bob
"You can think I'm wrong, but that's no reason to quit thinking." - House
Tiepvauden ondur voorbehauwt.
Gebruikersavatar
pallieter
Bevlogen
Berichten: 3688
Lid geworden op: 12 mar 2009 10:54

Re: Atoom bevindt zich op 2 plaatsen tegelijk.

Bericht door pallieter »

Komt er op neer dat je de eigenstaat van bijvoorbeeld een atoom gaat bepalen. Stel je wil een electron naar een hogere schil jagen. Op dat moment verander je de eigenstaat van dat atoom. De eigenstaat is de de huidige toestand waar dat atoom zich in bevindt. Nu is dankzij het onzekerheidsprincipe die toestand niet vast bepaald. Ken je het moment dan is de plaats van dat electron niet bepaald. Dan kan je dus onmogelijk zeggen dat het electron zich op een welbepaalde plaats bevindt. Niet omdat we het niet kunnen vinden maar omdat het overal kan zijn.

http://en.wikipedia.org/wiki/Introducti ... igenstates
Because of the uncertainty principle, statements about both the position and momentum of particles can only assign a probability that the position or momentum will have some numerical value. The uncertainty principle also says that eliminating uncertainty about position maximises uncertainty about momentum, and eliminating uncertainty about momentum maximizes uncertainty about position. A probability distribution assigns probabilities to all possible values of position and momentum. Schrödinger's wave equation gives wavefunction solutions, the squares of which are probabilities of where the electron might be, just as Heisenberg's probability distribution does.[1][2][3]

In the everyday world, it is natural and intuitive to think of every object being in its own eigenstate. This is another way of saying that every object appears to have a definite position, a definite momentum, a definite measured value, and a definite time of occurrence. However, the uncertainty principle says that it is impossible to measure the exact value for the momentum of a particle like an electron, given that its position has been determined at a given instant. Likewise, it is impossible to determine the exact location of that particle once its momentum has been measured at a particular instant.[1]

Therefore it became necessary to formulate clearly the difference between the state of something that is uncertain in the way just described, such as an electron in a probability cloud, and the state of something having a definite value. When an object can definitely be "pinned down" in some respect, it is said to possess an eigenstate. As stated above, when the wavefunction collapses because the position of an electron has been determined, the electron's state becomes an "eigenstate of position", meaning that its position has a known value, an eigenvalue of the eigenstate of position.[4]

The word "eigenstate" is derived from the German/Dutch word "eigen", meaning "inherent" or "characteristic". An eigenstate is the measured state of some object possessing quantifiable characteristics such as position, momentum, etc. The state being measured and described must be observable (i.e. something such as position or momentum that can be experimentally measured either directly or indirectly), and must have a definite value, called an eigenvalue. ("Eigenvalue" also refers to a mathematical property of square matrices, a usage pioneered by the mathematician David Hilbert in 1904. Such matrices are called self-adjoint operators, and represent observables in quantum mechanics[5])
De eigenwaarden die vast hangen aan die eigenstaat kan worden voorgesteld door een wiskundige matrix.

Even verduidelijken. Die eigenwaarden zijn alle mogelijke waarden van een eigenstaat die men kan voorstellen in een matrix. Hoewel een eigenstaat verschillende mogelijke eigenwaardes kan hebben zijn die wel discreet bepaald. Het zijn die waardes uit de matrix, niet tussen die en die waarde, enkel en alleen die waarden.

De wiskunde komt dus inderdaad van de statistiek die jij gebruikt. En idd het is per definitie geen zwart wit ding omdat het over probabiliteit gaat. De kansverdeling waar dat electron zich kan bevinden als je het moment kent (of omgekeerd).

Meer uitleg:

http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_state
In the mathematical formulation of quantum mechanics, pure quantum states correspond to vectors in a Hilbert space, while each observable quantity (such as the energy or momentum of a particle) is associated with a mathematical operator. The operator serves as a linear function which acts on the states of the system. The eigenvalues of the operator correspond to the possible values of the observable, i.e. it is possible to observe a particle with a momentum of 1 kg⋅m/s if and only if one of the eigenvalues of the momentum operator is 1 kg⋅m/s. The corresponding eigenvector (which physicists call an "eigenstate") with eigenvalue 1 kg⋅m/s would be a quantum state with a definite, well-defined value of momentum of 1 kg⋅m/s, with no quantum uncertainty. If its momentum were measured, the result is guaranteed to be 1 kg⋅m/s.
"Anti-intellectualisme has been a constant thread winding its way through our political and cultural life, nurtured by the false notion that democracy means that my ignorance is just as good as your knowledge" - Isaac Asimov
Gebruikersavatar
MaartenV
Bevlogen
Berichten: 3990
Lid geworden op: 28 mei 2013 19:03

Re: Atoom bevindt zich op 2 plaatsen tegelijk.

Bericht door MaartenV »

Misschien een wat naïeve vraag: wordt het scherm in de achtergrond bij het double slit experiment waarop het interferentiepatroon zichtbaar wordt zelf als een detector of waarnemer beschouwd?
Of spreekt men enkel van detectoren wanneer men een instrument plaatst voor de spleten in het double slit experiment om te zien door welke spleet het electron ging?
Hoe maak je (volgens mij) het onderscheid tussen een waarnemer mét bewustzijn en één zonder bewustzijn:
Zie hier voor mijn (kort Engelstalig) artikel erover als je meer interesse hebt:
https://doi.org/10.5281/zenodo.17340466
Gebruikersavatar
Peter van Velzen
Site Admin
Berichten: 21039
Lid geworden op: 02 mei 2010 10:51
Locatie: ampre muang trang thailand

Re: Atoom bevindt zich op 2 plaatsen tegelijk.

Bericht door Peter van Velzen »

qunatum-mechanisch gezien is elke detector een waarnemer. Een waarnemer is dat deel van het expirement dat een gebeurtenis vastelt. Het passeren van de dubbele spleet is gek genoeg geen gebeurtenis, zolang het deeltje haar zonder energieverlies passeert. Pas als er energieoverdracht is, is er een gebeurtenis.
Ik wens u alle goeds
Plaats reactie