Кот Шредингера и гравитационные волны

Кот Шредингера: кот, склянка с ядом и радиоактивный источник помещены в герметичный ящик. Если внутренний монитор обнаруживает радиоактивность (т. е. распад одного атома), колба разбивается, высвобождая яд, который убивает кошку. - Википедия

Эксперимент Шредингера с кошкой утверждает, что помещение всей этой « системы радиоактивного распада для кошек-убийц » в закрытый ящик ( блокировка фотонов ) отключит все методы связи между мной ( наблюдателем ) и радиоактивным источником внутри ящика.

Но разве нельзя связаться с радиоактивным источником через гравитационные волны ? Я имею в виду, предположим, что это атом урана-238, и он распался на уран-234 и излучил альфа-частицу (атом гелия), так разве уменьшение массы атома урана и изменение положения атома гелия не создаст гравитационные волны ? И я думаю, что смогу получить эту информацию, просто обнаружив гравитационные волны.

Так где же неопределенность в этом эксперименте?

Ну, я не слишком хорошо разбираюсь в этих вещах, но я всегда думал, что эксперимент с кошкой был аналогией, так что не принимайте это слишком буквально. К чему? Я понятия не имею.
@TheGreatDuck Это была не аналогия - это была насмешка . Немного грустно, что все поняли это совершенно неправильно, и множество научно-фантастических шоу просто повторяют это как пример того, как работает квантовая физика. Имейте в виду, только потому, что что-то является насмешкой (название теории Большого Взрыва также было попыткой насмешки), это не делает предпосылку неправильной.
@Luaan Это моя точка зрения, возможно, это высмеивал квантовую физику, но это также аналогия. Как кошка не может быть ни живой, ни мертвой, так и частицы не могут находиться в каком-то «промежуточном состоянии».

Ответы (3)

Вся атрибутика кота, ящика и т.п. классическая, т.е. подчиняется классической механике и электродинамике. Они представляют собой большой причудливый «детектор», созданный для того, чтобы проиллюстрировать квантово-механическую вероятностную природу распадающегося ядра.

Наблюдение осуществляется «внутренним монитором», который взаимодействует с продуктом распада ядра и вызывает выброс яда. Не сторонние наблюдатели всей установки.

Если бы вся система находилась в очень точном масштабе, изменение массы из-за распада регистрировалось бы в весе, и гравитационные волны не нужны. Также по падению температуры всей системы по мере остывания мертвой кошки по форме излучения черного тела установки можно было бы узнать, когда кошка умерла.

Радиоактивный распад можно было бы заменить генератором случайных чисел, бросанием игральных костей, для решения о яде, классическим распределением вероятностей. умер.

Это запутанный, не очень хороший эксперимент, который сбивает людей с толку.

Он не был задуман как хороший эксперимент. Предполагалось использовать абсурдность макроскопической суперпозиции, чтобы показать абсурдность квантовой суперпозиции и тем самым опровергнуть копенгагенскую интерпретацию. 81 год спустя мы видим в этом донкихотское упражнение.
Что ж, если мы посмотрим на реальные примеры суперпозиции, то я бы ожидал, что если бы такой эксперимент был возможен (а это, скорее всего, невозможен — опять же, это была попытка насмешки, а не серьезный эксперимент), то масса системы в суперпозиции будет заметно отличаться от массы системы «до распада» и «после распада» в классическом понимании, точно так же, как масса молекулы аммиака выше, чем она «должна» быть из-за суперпозиции двух возможных конфигураций молекула.
Кроме того, это не очень этичный эксперимент, но в то время это была хорошая аллегория, чтобы люди могли понять основные концепции.
@annav Мое окончательное решение заключается в том, что неопределенность на квантовом уровне не может применяться к макроскопическому масштабу. Потому что когда принимается квантовое решение, оно немедленно создает гравитационные волны, и через гравитацию вы можете обнаружить это квантовое решение. Потому что ничто не может блокировать действие гравитации, верно?
Только в мысленном эксперименте, так как гравитационные волны очень-очень слабые. Но они вам не нужны. Эксперимент с котом Шрёдингера можно поставить с другим источником вероятностного характера, генератором случайных чисел или машиной, бросающей кости для высвобождения яда. Возникает та же самая загадка, мертвый или живой, состояние кота — всего лишь одно измерение из распределения вероятностей, которое может быть либо квантовым, либо классическим и может быть обнаружено классически, как я сказал. Я отредактирую выше.
@annav Но настоящая случайность - это не реалистичная , а идеалистическая концепция макроскопических объектов. Нет такой машины, которая действительно генерирует случайное число. Компьютеры генерируют случайные числа, обычно рассматривая текущее состояние тактовой частоты ЦП в качестве критерия. Компьютеры могут генерировать только псевдослучайные числа . Разве случайность не происходит только в квантовом мире с волновой функцией (распределением вероятностей). Не могли бы вы привести пример настоящего генератора случайных чисел для этого эксперимента? en.wikipedia.org/wiki/Случайность и en.wikipedia.org/wiki/Псевдослучайность
@annav Я пытаюсь сказать; вы не можете провести эксперимент с использованием невозможных стандартов. Для эксперимента с кошкой Шредингера не существует такой вещи, которая генерирует настоящие случайные числа и не связывается с остальной вселенной . Единственным возможным сценарием блокировки всей связи является расположение радиоактивного источника за горизонтом событий по отношению к наблюдателю. Такой сценарий находится за пределами нашего знания и предмета эксперимента. Опять же, мое предложение состоит в том, что « неопределенность на квантовом уровне не может применяться к макроскопическому масштабу ».
Ну, ваше последнее предложение не может быть общим правилом. Сверхпроводники являются квантово-механическими, и в LHC есть километры проводов. Конечно, квантовая неопределенность работает там макроскопически.

Я думаю, вы путаете эффект наблюдателя и принцип неопределенности. Кот Шредингера относится к первому, а не ко второму. Кроме того, можно было бы отметить тот факт, что, согласно общей теории относительности, энергия искривляет пространство-время... хотя можно было бы тогда возразить по поводу того факта, что центр тяжести мог измениться?

Во всяком случае, я думаю, что Гриффитс отвечает на ваш вопрос, когда пишет в «Введении в квантовую механику»:

Кошка не жива и не мертва, а представляет собой линейную комбинацию того и другого, пока не произойдет измерение — пока, скажем, вы не заглянете в окно, чтобы проверить. В этот момент ваше наблюдение заставляет кошку «занять позицию»: живой или мертвой. А если вы обнаружите, что он мертв, то это действительно вы убили его, заглянув в окно. Шредингер считал это явной бессмыслицей, и я думаю, что большинство физиков согласились бы с ним. Есть что-то абсурдное в самой идее макроскопического объекта, находящегося в линейной комбинации двух ощутимо различных состояний. Электрон может находиться в линейной комбинации спина вверх и вниз, но кошка просто не может быть в линейной комбинации живого и мертвого. Как примирить это с ортодоксальной интерпретацией квантовой механики? Наиболее распространенный ответ состоит в том, что срабатывание счетчика Гейгера представляет собой «измерение» в смысле статистической интерпретации, а не вмешательство человека-наблюдателя. Суть измерения заключается в воздействии на какую-то макроскопическую систему (в данном случае на счетчик Гейгера). Измерение происходит в тот момент, когда микроскопическая система (описываемая законами квантовой механики) взаимодействует с макроскопической системой (описываемой законами классической механики) таким образом, что оставляет постоянную запись. Самой макроскопической системе не разрешается занимать линейную комбинацию различных состояний. Я бы не стал делать вид, что это вполне удовлетворительное решение, но, по крайней мере, он избегает отупляющего солипсизма Вигнера и других, которые убедили себя, что участие человеческого сознания составляет измерение в квантовой механике. Частью проблемы является само слово «измерение», которое, безусловно, предполагает участие человека. Гейзенберг предложил слово «событие», которое могло быть предпочтительнее. Но я боюсь, что «измерение» настолько укоренилось, что мы застряли с ним. И, в конце концов, никакие манипуляции с терминологией не могут полностью изгнать этого таинственного призрака. что, безусловно, предполагает участие человека. Гейзенберг предложил слово «событие», которое могло быть предпочтительнее. Но я боюсь, что «измерение» настолько укоренилось, что мы застряли с ним. И, в конце концов, никакие манипуляции с терминологией не могут полностью изгнать этого таинственного призрака. что, безусловно, предполагает участие человека. Гейзенберг предложил слово «событие», которое могло быть предпочтительнее. Но я боюсь, что «измерение» настолько укоренилось, что мы застряли с ним. И, в конце концов, никакие манипуляции с терминологией не могут полностью изгнать этого таинственного призрака.

Вывод из приведенного выше абзаца заключается в том, что эксперимент основан на том факте, что для возникновения «эффекта измерения» не обязательно должен быть разумный наблюдатель.

Я хотел бы добавить к тому, что написала Анна: неважно, уверены вы или не уверены в том, мертва ли кошка: взвешиваете вы коробку или нет, кошка не находится в суперпозиции состояний, потому что фактическое «измерение» было сделано счетчиком Гейгера, а не человеком-наблюдателем.

Конечно, могло быть и третье состояние: «Грибо провел в этом ящике раздражающие две минуты. Технически кошка, запертая в ящике, может быть жива или мертва. Никогда не узнаешь, пока не посмотришь. простое действие по открытию коробки будет определять состояние кота, хотя в данном случае было три определенных состояния, в которых кот мог находиться: Живой, Мертвый и Кровавый Яростный». - Терри Пратчетт, лорды и дамы

Гравитационные волны, излучаемые содержимым ящика, не вызовут значительной декогерентности. Если начать с начальной суперпозиции содержимого ящика вида:

| ψ ⟩ знак равно 1 2 [ | ψ 1 ⟩ + | ψ 2 ⟩ ]

где | ψ Дж ⟩ будет эволюционировать в различные макроскопические состояния ящика, тогда добавление связи содержимого ящика с внешним миром приведет к состоянию во времени т формы:

| ψ вселенная ( т ) ⟩ знак равно 1 2 [ | ψ 1 ( т ) ⟩ | ф 1 ( т ) ⟩ + | ψ 2 ( т ) ⟩ | ф 2 ( т ) ⟩ ]

где | ф Дж ( т ) ⟩ описывает физическое состояние вне коробки, если внутренняя часть коробки находится в состоянии | ψ Дж ( т ) ⟩ . Если перекрытие между состояниями | ф 1 ( т ) ⟩ и | ф 2 ( т ) ⟩ равен нулю (или очень близок к нулю), то это равносильно тому, что остальная Вселенная фактически измерила содержимое ящика. Итак, мы находимся в одном из двух отделений MWI. Теперь, если коробка позволяет вытекать только гравитационным волнам, то перекрытие между этими двумя состояниями будет почти равно 1, амплитуда излучения гравитационных волн почти равна нулю, а наиболее доминирующие выбросы будут включать в себя движение кошки другим способом в одна ветвь по сравнению с другой, даже компоненты состояний, содержащих гравитоны, будут иметь некоторое перекрытие.

Можно задать аналогичный, но более приземленный вопрос. Почему излучение мягких фотонов тормозного излучения не приводит к стиранию интерференционных картин в экспериментах с двумя щелями, в которых участвуют электроны? Всякий раз, когда заряд ускоряется, испускается большое количество фотонов очень низкой энергии, на самом деле это число бесконечно; чем больше фотонов низкой энергии вы принимаете во внимание, тем больше этих фотонов. Ответ заключается в том, что состояния, содержащие все эти фотоны, соответствующие электрону, проходящему через одну из щелей, имеют значительное перекрытие.

Кот Шредингера и гравитационные волны
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v