#1 17-10-2010 14:47:49

Polynesia
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QuantumFIRE alpha

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Nous serons principalement concernés ici par la Physique, et dans la Physique en particulier avec la Théorie des Ondes Pilote, et les fondements de la Mécanique quantique

Déscriptipn du projet par Mike towler : trad par google( donc il faut que je relise pour la correction...sad Je ne suis pas sur que cela soit très clair...


Fondations quantiques et la théorie des ondes pilotes




Bonjour à tous,

Je voulais juste vous remercier tous pour le don précieux de votre CPU à notre projet ici, à Cambridge et à vous dire un peu plus sur certains de la mécanique quantique les recherches que nous faisons avec le projet QuantumFIRE.

La mécanique quantique - bien entendu - est notre meilleure théorie actuelle pour comprendre comment le monde fonctionne à l'échelle des atomes, des électrons et des molécules. Explosions d'étoiles, la conception de médicaments, le flux d'électrons à travers votre cerveau - ils sont tous censés être là quelque part. Maintenant, ici, dans le groupe TCM, nous avons mis au point un code informatique appelé CASINO pour aborder les problèmes quantiques, ce qui est tout à fait littéralement l'outil le plus précis au monde pour résoudre les équations de la mécanique quantique qui peuvent encore être appliquées aux grands systèmes avec plus de que quelques électrons. Cela ne peut jamais être fait exactement, mais la méthode de Monte-Carlo quantique énoncée dans le code CASINO utilise le moins d'approximations et donc presque toujours essentiellement obtient la bonne réponse. C'est une technique coûteuse en termes de temps d'ordinateur, mais ce n'est guère inattendu et si assez de vous arrêter de jouer Grand Theft Auto VI ou autre assez longtemps alors que n'est pas nécessairement un problème. :-)

Maintenant c'est un aspect du travail que nous faisons à QuantumFIRE, mais ce genre de chose a été fait auparavant avec le calcul distribué - beaucoup d'entre vous connaissent peut-être avec le QMC @ HOME projet. Ce qui n'a jamais été fait avant est la recherche dans le domaine des fondations Quantum. Maintenant, qu'est-ce que tout cela? OK, il se décompose comme suit:

Personne n'a la moindre idée de ce qu'est la mécanique quantique.

Sérieusement. Je penses que les équations nous permettront de faire des prédictions précises sur le comportement dans le monde réel, mais la raison pour laquelle il travaille, ou ce que les objets mathématiques dans les équations renvoient en réalité à (si quelque chose), c'est essentiellement un mystère complet. Tout ce qui est un électron, en fait - est-il une particule ou une onde, ou les deux, ou toute autre chose?

Les équations de contenir un objet appelé la fonction d'onde, et vos conclusions sur le sens de la mécanique quantique se résume à ce que vous choisissez de croire qu'il s'agit. Beaucoup de gens refusent tout simplement de spéculer à ce sujet (et obtenir irritante béat sur le fait de gens qui ne -? jamais vu ce sketch des Monty Python sur le Yorkshire Quatre). Certaines personnes croient que la fonction d'onde se réfère à la connaissance un "observateur" dispose d'un «système», certaines autres personnes croient qu'il se réfère à la puissance qu'on appelle (par exemple, un électron n'est pas censé avoir une propriété appelée «position» jusqu'à ce que vous regarder, et quand tu fais ça choisit au hasard une position de comparaître avec une probabilité correspondant à la place de la fonction d'onde en ce point). La nature est donc fondamentalement aléatoire ou probabiliste, et toutes les idées naïves que nous avons des électrons étant des particules peu le tour sur des trajectoires bien définies ne sont pas censé être durable.

Certains physiciens (probablement solipsistes) croient que la fonction d'onde représente «information» et que l'univers est en quelque sorte constitué de la présente. D'autres croient qu'il représente un champ objectivement existant qui se propage dans tout l'univers - et ils l'utiliser pour en déduire l'existence d'un nombre infini d'univers parallèles dans lequel tout ce qui peut éventuellement arriver, arrive.

Une conclusion typique est quelque chose comme ceci (je cite un livre récent):

«Quelque chose d'étrange se passe dans la physique ... Cette étrangeté est en cours dans la branche de la physique connue sous le nom de la mécanique quantique ... L'étrangeté notoire est la suivante: Dans le domaine quantique, les particules ne sont pas d'acquérir certaines de leurs caractéristiques jusqu'à ce qu'ils soient observés par une personne. Ils semblent ne pas exister dans une forme définitive que les scientifiques les mesurer ... Il a amené certaines personnes à spéculer que la réalité est subjective ... que l'univers est un produit de notre imagination. "

Maintenant, bien sûr pour le profane tout cela sonne comme conneries. Et dans le monde de la physique à une conclusion étonnante est atteinte par de plus en plus de nombreux chercheurs: il est des conneries. Les physiciens sont toujours matraqués par des citations de Richard Feynman et d'autres, le long des lignes de:

«Ne gardez pas en vous disant, si vous pouvez l'éviter," mais comment peut-il être comme ça? Parce que vous obtiendrez 'Down the drain », dans une impasse dont personne n'a encore échappé. Personne ne sait combien il peut être comme ça.

et (se référant à «l'expérience de deux à fente» bien connue):

»Comment ça marche vraiment? Quel mécanisme est en fait la production de cette chose? Personne ne sait tout des machines. Personne ne peut vous donner une explication plus profonde de ce phénomène que j'ai donnée, c'est une description de celui-ci.

Le plus drôle, c'est bien, quelqu'un peut, et n'a - comme il ya longtemps, en 1927: le physicien français Louis de Broglie Prince avec sa «théorie de l'onde-pilote». Ce travail a été basé sur l'idée que non seulement la fonction d'onde d'un champ existant objectivement, mais que les particules ont existé ainsi, ils étaient «bousculés» par le champ (pour ceux d'entre vous qui connaissent «l'expérience de deux à fente» réfléchir à la façon que le comportement prétendument impossible devient immédiatement compréhensible!). Malheureusement, les travaux de Broglie furent frappés de côté à l'époque par Niels Bohr et Werner Heisenberg - deux des leaders de la révolution quantique. Ils ont été beaucoup plus habiles à la propagande que de Broglie et ils ont utilisé habile à consonance arguments fondés sur des doctrines philosophiques alors en vogue du «positivisme logique» de rejeter toute opposition à leurs propres idées. Ces idées - codifiée comme «interprétation de Copenhague - ont été soutenues par une preuve mathématique fournie par le grand mathématicien John Von Neumann que tout travail comme de Broglie devait être incorrect. Il a montré que toute théorie dans laquelle la fonction d'onde a été complétée par ce qu'on appelle «variables cachées» - tels que les postes d'électrons - que la distinction entre les systèmes avec des fonctions d'onde préparés de façon identique ne pouvait pas reproduire les prédictions (correcte) de la mécanique quantique.

Game over, vous pourriez penser. Sauf que, une jeune mathématicienne appelée Grete Harmann a montré que quelques années après von Neumann a publié ses travaux que sa prétendue preuve contenait une erreur fondamentale sur une seule ligne. Le grand von Neumann avait foiré. Mais comme tout le monde savait que von Neumann ne pourrait jamais à vis, tout le monde ignoré Grete et de la vie menée comme d'habitude.

Des idées de Broglie - depuis longtemps oubliée de tous, mais Albert Einstein - ont été reprises et précisées dans le début des années 1950 par un jeune physicien David Bohm appelé (presque certainement à la suggestion d'Einstein). La théorie résultante - que nous appellerons la théorie de Broglie-Bohm - est encore en usage aujourd'hui et c'est ce qui nous intéresse au QuantumFIRE. Mais ce n'est pas grâce à la mise en place de la physique qui depuis les années 1950 aux années 1980 ignorées Bohm comme ils l'avaient ignoré Grete. Cette fois-ci, au moins, quelques-uns d'entre eux pris la peine de donner un peu d'énergie pour ridiculiser lui, qui a compté comme une sorte de progrès. Même au début des années 1980, l'attitude générale était la suivante:

«Ces dernières années, le débat sur ces idées a rouvert ses portes, et il ya des gens pour s'interroger ce qu'ils appellent« l'interprétation de Copenhague de la mécanique quantique -. Comme s'il existait plus d'une interprétation possible de la mécanique quantique » (Rudolf Peierls, 1979).

Mais, comme le physicien Murray Gell-Man a dit:

«Bohr [avait] un lavage de cerveau toute une génération de physiciens à penser que le problème avait été résolu."

Et enfin, nous arrivons à le grand physicien irlandais John Bell, qui avait ceci à dire en 1987:

«En 1952, j'ai vu l'impossible fait. Il était dans les journaux par David Bohm. Bohm a montré explicitement comment les paramètres pourraient en effet être mis en place, dans la mécanique ondulatoire non relativiste, avec l'aide de laquelle la description déterministe pourrait être transformée en un déterministe. Plus important encore, à mon avis, la subjectivité de la version orthodoxe, la référence nécessaire à l' «observateur», pourrait être éliminée. ... Mais alors, pourquoi avait né ne m'a pas dit de «vague pilote»? Si c'est seulement pour souligner ce qui n'allait pas avec elle? ... Pourquoi l'image est vague pilote ignoré dans les manuels scolaires? Ne faut-il pas être enseigné, et non comme le seul moyen, mais comme un antidote à la complaisance en vigueur? Pour nous montrer que l'imprécision, la subjectivité, et l'indéterminisme, ne sont pas obligés de nous par des faits expérimentaux, mais par choix délibéré théorique?

La théorie de l'onde-pilote serait sans doute depuis longtemps ont été oubliés ce n'était pas pour les efforts de Bell. Il défend la théorie de Broglie-Bohm depuis de nombreuses années et redécouvert la preuve Grete Harmanns d'erreur de von Neumann. La communauté a été très lente à réagir, mais au tournant du 21e siècle, le vent avait tourné et un nombre croissant de personnes ont commencé à comprendre que quelqu'un quelque part a fait une erreur. Il était possible d'écrire mécanique quantique comme une théorie déterministe avec des variables cachées. La nature n'a pas besoin d'être fondamentalement probabiliste. En fait, la mécanique quantique pourrait simplement être interprété - prosaïquement - comme une sorte de «mécanique statistique pour un ensemble de particules se déplaçant pas selon les lois du familier du mouvement de Newton, mais avec quelques autres dynamiques fait différente de celle classique par la présence d'une force d'appoint - causée par «le terrain vague» de la pousser sur les particules. Tous les woo-hoo "univers parallèle mystique étant un produit de notre imagination" des choses et de chats, à la fois mort et vivant vient à propos, car une fois, il ya longtemps, un groupe de professeurs habiles prenait une théorie incomplète pour une complète. N'est-ce pas amusant si c'était vrai?

Heureusement, il peut y avoir une façon de dire si c'est vrai. Normalement orthodoxes mécanique quantique dit que les particules (qui n'existent pas tant que vous les regardez, rappelez-vous) sont toujours distribuées comme le carré de la fonction d'onde (quelle qu'elle soit). Toutefois, dans de Broglie-Bohm théorie, les particules et les ondes sont des entités séparées logiquement et la distribution dans l'espace d'un besoin de ne pas être liés à la distribution de l'autre. Toutefois, on peut montrer que les particules ne se répartir comme le carré de la vague au cours du temps si elles évoluent en fonction de cette dynamique, et une fois répartie de façon qu'ils restent ainsi distribués essentiellement à jamais (c'est une sorte de «distribution d'équilibre »).

Si nous étions en mesure de trouver des particules qui n'étaient «pas en équilibre» (pas distribuée avec le carré de la fonction d'onde) alors cela pourrait être considéré comme une sorte de test expérimental pour le bien-fondé de ce point de vue. Une telle distribution ne pourrait pas exister, selon l'interprétation orthodoxe de la théorie quantique. Une prédiction de la théorie de Broglie-Bohm (par le physicien anglais Antony Valentini), c'est que lorsque l'espace est en pleine expansion (comme il était censé être dans les premiers jours de l'Univers après le Big Bang), cette approche à l'équilibre est supprimée. Il devrait donc être possible de voir les signatures de la présente dans le rayonnement de fond cosmologique (CMB) en cours de rayonnement mesuré et cartographié avec précision par un satellite intelligent.

Notre code de l'onde pilote est idiotçu pour étudier cette approche à l'équilibre, et vous avez peut nous aider. La vidéo sur la page d'accueil QuantumFire montre une première (quasi circulaire) de distribution des électrons dans une boîte - qui est délibérément choisit d'avoir une forme différente de la place de la fonction d'onde. Au cours du temps la distribution des électrons est affectée par le champ de vagues en mouvement, et évolue vers l'équilibre. Pouvez-vous voir les spirales peu se déplacer? Les électrons ont tendance à circuler autour des «nœuds» du champ d'onde (à savoir les lieux où le champ d'onde est égal à zéro) et ces nœuds agissent ainsi «batteurs» aussi peu susceptibles de susciter la distribution électronique. Une fois que nous avons compris comment ces systèmes se comportent dans des conditions normales, nous allons modifier le programme à examiner des problèmes similaires sur l'élargissement de l'espace, et voir si nous pouvons faire une prédiction quantitative de ce que le CMB devrait ressembler. Et puis la mécanique quantique ne sera pas forcément être que bizarre, après tout ... Hmmm ...

Étonnamment, à peu près la seule différence fondamentale entre ces deux théories se révèle être ce que vous choisissez d'être le sens de «probabilité» le mot: dans la théorie orthodoxe du carré de la fonction d'onde est la probabilité que l'électron se trouve en position x dans une mesure appropriée, dans la théorie de l'onde-pilote - c'est la probabilité que l'électron soit à la position x. Dans un tel lot de conséquences pour un peu de définitions. Et ils ont dit la philosophie n'a pas d'importance en physique ...

Pour plus d'informations, voir ma dernière conférence donnée à la Société Novemeber l'Université de Cambridge physique, disponible ici. Pour l'esprit, techniquement, il est aussi mon cycle complet de conférences d'études supérieures.

En août prochain, je suis également l'exécution d'une conférence internationale sur les directions 21e siècle, de Broglie-Bohm théorie et au-delà "à mon monastère en Toscane. Beaucoup de chercheurs les plus éminents au monde dans les fondations quantiques ont déjà dit qu'ils seront présents. Voir ici - cliquez sur «Événements publics.

Amusez-vous avec Louis!

Meilleurs vœux, Mike Towler




Liens vers l'originale : http://cah.tcm.phy.cam.ac.uk/pwt.php





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Dernière modification par Polynesia (17-10-2010 18:55:54)


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