Соотношение неопределенностей

[Chemisorption1234]

Вы пришли не на тот форум.

Подскажите, где бы это можно было сделать.

[Munin]

Форумов на свете много, и для псевдонаучного бреда тоже бывают.

[Chemisorption1234]

Вы же даже не открыли статью, а торопитесь оскорбить. Не зря Вы в трауре по РАН.

[gravity-waves]

Munin в сообщении #842498 писал(а):

А мне казалось, наши высказывания неплохо друг друга дополняют. По крайней мере, я как-то про спин забыл вообще упомянуть.

Все это было бы неполным без упоминания квантовых флуктуаций, а именно виртуальных частиц: мое понимание этого весьма ограничено, поэтому хотел бы для себя пояснить: виртуальные частицы являются физически реальными, то есть они реально существуют в природе, или же это чисто математический формализм? Если они реальны, то существуют в каждой точке пространства-времени?

И еще кое-что: если вакуум поля это состояние поля с нулевой энергией, то откуда виртуальные частицы берут энергию для появления?

[PSP]

gravity-waves в сообщении #843223 писал(а):

Munin в сообщении #842498 писал(а):

А мне казалось, наши высказывания неплохо друг друга дополняют. По крайней мере, я как-то про спин забыл вообще упомянуть.

Все это было бы неполным без упоминания квантовых флуктуаций, а именно виртуальных частиц: мое понимание этого весьма ограничено, поэтому хотел бы для себя пояснить: виртуальные частицы являются физически реальными, то есть они реально существуют в природе, или же это чисто математический формализм? Если они реальны, то существуют в каждой точке пространства-времени?

И еще кое-что: если вакуум поля это состояние поля с нулевой энергией, то откуда виртуальные частицы берут энергию для появления?

1.То, что виртуальные частицы проявляют себя в эксперименте,говорит такое явление, как эффект Казимира.Поскольку сей эффект может проявляться в любой точке пространства-времени, то там же и существуют виртуальные частицы.
2.Не забывайте, что и КМ и КТП - теории вероятностные, и состояние поля с нулевой энергией - это как бы среднее нулевое состояние,так что энергия для виртуальных частиц есть.

(Оффтоп)

Я описал вам стандартный подход,другое дело, что эффект Казимира можно объяснить и без привлечения виртуальных частиц , но у некоторых герров в голове это не уложится, поэтому не будем дразнить..скажем так, ворон..во избежание гвалта и прочих сопутствующих эксцессов....

[fizeg]

Для экономии времени процитирую то, что писал разным людям раньше

Про многомировую интерпретаци http://dxdy.ru/post783855.html#p783855

Из лички про квантовые флуктуации и виртуальные частицы

Цитата:

Теперь я хочу добавить про всякие квантовые флуктуации. Дело в том, что в популярщине, да и часто в учебниках часто пишут про это довольно-таки неосторожно.

Представьте себе [url=http://ru.wikipedia.org/wiki/Квантовый_гармонический_осциллятор]одномерный гармонический осциллятор[/url]. Например грузик на пружинке, который может болтаться только на какой-то линии. У вас есть там дискретная башенка из уровней $|n\rangle$, вы можете их найти точно. Все состояния могут быть представлены в виде некоторой суперпозиции этих уровней. Самое низкоэнергетическое состояние $|0\rangle$ называют основным или вакуумным.

Теперь возьмите трехмерный гармонический осциллятор. Т.е. грузик теперь может болтаться во всем пространстве. Прелесть в том, что вы можете представить его как три невзаимодействующих одномерных осциллятора - каждый из которых соответствует колебанием по одной из декартовых осей. Ваше состояние представляется в виде суперпозиции состояний вида $|m\rangle\otimes|n\rangle\otimes|k\rangle$ (включая и спутанные, которые не представляются в факторизованном виде $|a\rangle\otimes|b\rangle\otimes|c\rangle$) Главное, что например состояние $|1\rangle\otimes|1\rangle\otimes|0\rangle$ им навсегда и останется.

Теперь возьмите произвольный трехмерный потенциал. Теперь если только вам не очень повезет, вы ничего путного сказать про состояния в этом потенциале не сможете. Но предположим, что он очень-очень близок к трехмерному гармоническому осциллятору. Тогда вы можете начать с состояний гармонического осциллятора, а затем по теории возмущений найти состояния для настоящего потенциала.

Вы можете получить такой эффект, вы берете состояние, которое в какой-то момент почти совпадает с $|1\rangle\otimes|1\rangle\otimes|0\rangle$... а через некоторое время оно почти совпадает $|0\rangle\otimes|0\rangle\otimes|1\rangle$.

Так вот. Если вы возьмете любую свободную теорию поля, это в точности бесконечный набор независимых гармонических осцилляторов, каждый из которых соответствует плоской волне с определенным импульсом. Уровни $|n\rangle$ называются $n$-частичными состояниями. Состояние, когда в каждом осцилляторе $|0\rangle$, и есть вакуумное состояние.

Произвольная теория поля сродни тому примеру с произвольным потенциалом. Когда взаимодействие слабое мы можем приближенно описывать ее свободной теории поля, т.е. бесконечным набором независимых гармонических осцилляторов. Процесс к примеру $e^-e^+ \rightarrow \gamma\gamma$ соответствует процессу, когда состояние близкое к $|1\rangle_{e^-,p_1}\otimes|1\rangle_{e^+,p_2}\otimes|0\rangle_{\gamma,k_1}\otimes|0\rangle_{\gamma,k_2}$ эволюционирует в состояние близкое к $|0\rangle_{e^-,p_1}\otimes|0\rangle_{e^+,p_2}\otimes|1\rangle_{\gamma,k_1}\otimes|1\rangle_{\gamma,k_2}$.

Эти процессы удобно описать с помощью диаграмм Фейнмана. Именно в них появляются виртуальные процессы. Это просто способ приближенно представить эту самую эволюцию состояний. Причем что из себя представляют виртуальные частицы естественно зависит от того, как мы строим теорию возмущений.

Я не говорю, что слова вроде "рассеяние фотона на фотоне идет через рождение виртуальной электрон-позитронной пары" - полная чушь. Я говорю, что они имеют смысл только как попытка приближенно описать процессы в сложной модели в терминах упрощенной. Для отдельных моделей существуют альтернативные способы описания, в которых виртуальные частицы вообще никак не фигурируют

Если бы наш мир находился в истинно вакуумном состоянии (т.е. состоянии с минимальной энергией для этого самого навороченного нетривиального потенциала) она была бы в этом состоянии всегда! Никаких флуктуаций, ничего. Именно за счет того, что ее состояние - НЕ истинный вакуум (вселенная не абсолютно пуста) и есть эти "вакуумные флуктуации".

Также словосочетание "квантовые флуктуации" понимают по-другому.

Цитата:

Во-первых, квантовое состояние всегда оказывается "размазанным" по каким-нибудь наблюдаемым. С точки зрения измерений это означает, что у вас состояние с определенной вероятностью всегда может перейти в другое состояние. Подробнее на этом останавливаться не буду, потому что не знаю, разобрались ли вы с элементарным квантмехом, хотя бы по упомянутым когда-то моим форумным сообщениям Флуктуации в этом смысле вполне реальны.

Больше того. В принципе вакуум тоже размазан например по значениям полей и проводя соответствующие измерения можно было бы с некоторой вероятностью измерить невакуум. Я правда не знаю о каких-либо измерениях такого сорта применительно к КТП (большинство измерений реально сводится к измерению числа частиц, а вакуум в этом плане дает идеальный ноль) Но сама идея измерять вакуум реально означает, что у вас не совсем вакуум, просто потому что вы сидите с измерительным прибором.

С другой стороны словами "квантовые флуктуации" называют и всякую кухню пертурбативных разложений вроде виртуальных частиц. Т.е. когда мы описываем происходящее через некие приближенные объекты, можно интерпретировать это описание таким вот образом, часто даже в первом смысле. Опять же, это не значит что эта интерпретация неверная, но важно понимать, что она определяется нашим приближенным описанием

[gravity-waves]

PSP в сообщении #843240 писал(а):

Я описал вам стандартный подход,другое дело, что эффект Казимира можно объяснить и без привлечения виртуальных частиц

Как именно?

-- 30.03.2014, 16:58 --

fizeg в сообщении #843266 писал(а):

Если бы наш мир находился в истинно вакуумном состоянии (т.е. состоянии с минимальной энергией для этого самого навороченного нетривиального потенциала) она была бы в этом состоянии всегда! Никаких флуктуаций, ничего. Именно за счет того, что ее состояние - НЕ истинный вакуум (вселенная не абсолютно пуста) и есть эти "вакуумные флуктуации".

Есть мнение, что в далеком будущем наш мир может перейти именно в такое состояние. Может ли случится так, что в будущем все поля перейдут в состояние с нулевой энергией, и не будет никаких флуктуаций? И, я так и не понял: виртуальные частицы реальны, или нет?

[PSP]

gravity-waves в сообщении #843274 писал(а):

PSP в сообщении #843240 писал(а):

Я описал вам стандартный подход,другое дело, что эффект Казимира можно объяснить и без привлечения виртуальных частиц

Как именно?

Прежде всего, что Вы знаете про этот эффект? Как Вы его себе представляете и как ,по Вашему, его объясняют с помощью виртуальных частиц ?

[fizeg]

gravity-waves
Насчет эффекта Казимира. Я не знаю, что имел в виду PSP, но к эффекту Казимира есть два непротиворечащих друг другу подхода. Первый и самый знаменитый "макроскопический" подход - вы рассматриваете две пластины с определенным граничными условиями и считаете вакуумную энергию между этими пластинами. Второй "микроскопический" подход - вы считаете взаимодействия Ван-дер Ваальса между частицами, закрепленными на пластинах, и получаете в пределе идеальных проводников тоже самое. Естественно виртуальные частицы все равно всплывают в пертурбативных вычислениях этих взаимодействий.

Меня, если честно, напрягает, что столько участников пытается что-то писать про квантовые аспекты в космологии, не разобравшись в азах.

Виртуальные частицы существуют как приближенное описание реальных процессов взаимодействия

[gravity-waves]

fizeg в сообщении #843293 писал(а):

Меня, если честно, напрягает, что столько участников пытается что-то писать про квантовые аспекты в космологии, не разобравшись в азах.

Полностью согласен, особенно это касается меня самого. Но все же, хотелось бы понять: возможен ли переход Вселенной в истинно вакуумное, нулевое состояние без флуктуаций?

[fizeg]

gravity-waves
Еще раз

fizeg в сообщении #843266 писал(а):

Если бы наш мир находился в истинно вакуумном состоянии (т.е. состоянии с минимальной энергией для этого самого навороченного нетривиального потенциала) она была бы в этом состоянии всегда!

что в будущее продолжай, что в прошлое.

Впрочем, подозреваю я, что КТП сама штука приближенная и если и можно говорить о стационарных состояниях вселенной, наверное они будут все-таки качественно отличаться от того, что мы пока себе представляем

[gravity-waves]

fizeg в сообщении #843301 писал(а):

что в будущее продолжай, что в прошлое.

А что если нынешний вакуум метастабилен и он распадется в истинный, стабильный вакуум?

[PSP]

fizeg в сообщении #843293 писал(а):

gravity-waves
Насчет эффекта Казимира. Я не знаю, что имел в виду PSP,

По эффекту Казимира можно рассмотреть хотя бы вот эту статью : http://ufn.ru/ufn88/ufn88_11/Russian/r8811a.pdf

[Munin]

Chemisorption1234 в сообщении #843189 писал(а):

Вы же даже не открыли статью

Мне хватило той аннотации, что вы написали.

И я не пытаюсь оскорбить, я просто говорю, что вы пришли не по адресу.

fizeg в сообщении #843266 писал(а):

Из лички про квантовые флуктуации и виртуальные частицы

Цитата:

Если бы наш мир находился в истинно вакуумном состоянии (т.е. состоянии с минимальной энергией для этого самого навороченного нетривиального потенциала) она была бы в этом состоянии всегда! Никаких флуктуаций, ничего. Именно за счет того, что ее состояние - НЕ истинный вакуум (вселенная не абсолютно пуста) и есть эти "вакуумные флуктуации".

Это не совсем так: это всего лишь один из нескольких эквивалентных способов представить ситуацию, причём сформулированный не совсем строго и корректно.

В формализме теории возмущений и фейнмановских диаграмм, есть явный шаг, когда от всех вообще диаграмм переходят к только связным - отбрасывают петли виртуальных частиц, оторванные от остальных частей диаграммы. Это факторизация, до которой и после которой ситуации по-разному описываются словесно и математически, хотя физически эквивалентны. Так вот, эта фраза fizeg справедлива только для "после факторизации".

Строго говоря, нет гарантии, что в любой КТП эту факторизацию можно будет провести. Например, в квантовой гравитации. Придётся учитывать "энергию вакуума".

fizeg в сообщении #843266 писал(а):

Цитата:

Я правда не знаю о каких-либо измерениях такого сорта применительно к КТП (большинство измерений реально сводится к измерению числа частиц, а вакуум в этом плане дает идеальный ноль)

Казимир же. Упомянутый PSP.

В общем, измерение любого квазиклассического состояния поля может быть далеко от измерения числа частиц. И вакуум в итоге даст не ноль.

fizeg в сообщении #843301 писал(а):

Впрочем, подозреваю я, что КТП сама штука приближенная

Интересно, что вы имеете в виду?

gravity-waves в сообщении #843223 писал(а):

хотел бы для себя пояснить: виртуальные частицы являются физически реальными, то есть они реально существуют в природе, или же это чисто математический формализм?

Здесь самое главное иметь в виду, что исторически сложились термины, сбивающие с толку неспециалистов. Есть противопоставление двух терминов:
- "виртуальные" (частицы, состояния, линии и т. п.), и
- "реальные" (– " – " –).
Эти слова - просто термины. Они не ссылаются на то, что виртуальные частицы не существуют ("не реальны"). Кроме того, слово "виртуальный" не имеет ничего общего с "виртуальной реальностью" (компьютерный термин появился через десятки лет после физического, хотя стал гораздо шире известен). Это просто слова, их можно для себя в уме заменять на "A" и "B". Их свойства:
"A":
- существуют ограниченное и очень короткое время, в течение какого-то явления, процесса, эксперимента;
- не должны присутствовать ни в начальных условиях процесса или эксперимента, ни в конечных результатах;
- могут сильно отклоняться от привычных законов: "нарушать закон сохранения энергии, брать энергию взаймы" (в одном из формализмов), "иметь неправильную массу" (в другом из формализмов), "двигаться быстрее света", и т. п.;
- могут даже быть таких типов, которых не бывают вида "B".
"B":
- существуют неограниченное время;
- только они и должны присутствовать как в начальных условиях процесса или эксперимента, так и в конечных результатах;
- строго придерживаются многих привычных законов: сохранение энергии, правильная масса (вычисляемая по релятивистскому закону $E^2=p^2+m^2$), непревышение скорости света. В этом смысле они больше похожи на "классические частицы, соблюдающие классические законы", хотя это, конечно, не более чем образно.

gravity-waves в сообщении #843303 писал(а):

А что если нынешний вакуум метастабилен и он распадется в истинный, стабильный вакуум?

Не надо трепать слово "вакуум", пока вы не понимаете, в каком смысле оно используется в разных контекстах. Вам fizeg говорил о совершенно других вещах, чем то, что подразумевали вы.

[gravity-waves]

Munin в сообщении #843347 писал(а):

- существуют ограниченное и очень короткое время, в течение какого-то явления, процесса, эксперимента;
- не должны присутствовать ни в начальных условиях процесса или эксперимента, ни в конечных результатах;
- могут сильно отклоняться от привычных законов: "нарушать закон сохранения энергии, брать энергию взаймы" (в одном из формализмов), "иметь неправильную массу" (в другом из формализмов), "двигаться быстрее света", и т. п.;
- могут даже быть таких типов, которых не бывают вида "B".

В формализмах, да. Наверное все это могут. Но как же в реальности? Если, допустим, закачать из стеклянной банки весь воздух (гипотетически удалить оттуда все частицы), то что там останется?

И самое главное, я не получил ответа на вопрос: существуют ли "виртуальные частицы" в любой точке пространства-времени?