Нулевые колебания вакуума

[m-infl]

Munin в сообщении #899946 писал(а):

Это весьма "как бы". На самом деле, нет.

А что происходит с полями на этом уровне. Равномерно распределенная и неизменная низшая энергетическая плотность в каждой точке пространства?

-- 26.08.2014, 00:03 --

Из физической энциклопедии:

Цитата:

К величинам, которые не могут быть одновременно точно заданы, относятся, например, число фотонов и напряжённость электрического (или магнитного) поля: строгая фиксация числа фотонов приводит к разбросу (флуктуациям) в величине напряжённости электрического поля относительно некоторого среднего значения (и наоборот). Если число фотонов в системе в точности равно нулю (вакуумное состояние электромагнитного поля), то напряжённость электрического поля не имеет определённого значения: поле всё время будет испытывать флуктуации, хотя среднее (наблюдаемое) значение напряжённости будет равно нулю. Таким флуктуациям подвержены и все другие физические поля ≈ электронно-позитронное, мезонное и т.д.

Хорошо. Все понятно. Но почему:

Цитата:

в квантовой теории действует принцип неопределённостей, согласно которому только часть относящихся к системе физических величин может иметь одновременно точные значения; остальные величины оказываются неопределёнными.

?

Потому что так устроена природа, или потому что человечество неспособно точно и одновременно измерить координату и импульс?

[arseniiv]

Потому что так устроено преобразование Фурье и потому что если использовать другое, теория портится (не соответствует экспериментальным фактам как минимум — и это самое главное).

m-infl в сообщении #899952 писал(а):

Потому что так устроена природа <…>?

Вы что, считаете, что у кого-то есть прямой доступ к устройству Вселенной? Можно сказать, как устроена природа с той точностью, с которой современные теории подтверждаются, но не точнее.

И, между прочим, можно точно (настолько точно, насколько мы можем к данному опыту) и «одновременно» измерить координату и импульс. Координату одной частицы в состоянии $\lvert\psi\rangle$ и импульс другой частицы в таком же состоянии $\lvert\psi\rangle$. Готовить разные системы в одном состоянии КМ не запрещает, и это давнооо успешно делается.

[m-infl]

arseniiv в сообщении #900004 писал(а):

Координату одной частицы в состоянии $\lvert\psi\rangle$ и импульс другой частицы в таком же состоянии $\lvert\psi\rangle$.

А почему нельзя измерить координату и импульс одной и той же частицы?

-- 26.08.2014, 01:30 --

arseniiv в сообщении #900004 писал(а):

Потому что так устроено преобразование Фурье и потому что если использовать другое, теория портится (не соответствует экспериментальным фактам как минимум — и это самое главное).

То есть только из за этого думают, что пустое, вакуумное пространство не пусто и наполнено флуктуациями?

[arseniiv]

Кстати, m-infl, надеюсь, вы не думаете, что знания координат и импульсов частицы достаточно для описания её состояния, потому что действительно недостаточно. Можно наделать разных волновых функций с одинаковыми координатами-импульсами. Ну и тем более реальные частицы обладают ещё, как минимум, спином, так что волновой функции, зависящей только от координат, недостаточно (если частица не спина 0). Но сейчас на спин не отвлекайтесь.

m-infl в сообщении #900009 писал(а):

А почему нельзя измерить координату и импульс одной и той же частицы?

…со сколь угодно большой точностью, вы забываете уже который раз дописать. Тут, как сказано, Фурье. А если измерять последовательно, то больше, чем Фурье, но всё равно.

m-infl в сообщении #900009 писал(а):

То есть только из за этого думают, что пустое, вакуумное пространство не пусто и наполнено флуктуациями?

Нет, не только из-за этого. Пропущен большой кусок теории. Но, внимание, никто (ладно, из учёных) не думает, что Вселенная устроена именно так, как описывается набором самых точных в своих областях применимости теорий. «Устроена» — не экспериментально проверяемый факт и потому к науке не относится. Да и не важно, как она устроена — важно, как она себя ведёт. Ну и ещё хочется, чтобы теории были не свалкой несвязанных эмпирических зависимостей, а выводились из очевидных (для знакомого с фактами), в «простых» утверждений. И тут уже кроме КМ в её области применимости ничего лучше нет. Напоследок, это вопрос внутри КМ и задан даже слишком неаккуратно, так что я мог протелепатировать его неправильно — и никаких претензий!

[light-92]

Вопрос: при отсутствии квантов электромагнитного поля, среднее значение напряженности поля равно нулю, однако оно так же и флуктуирует, то есть может иметь ненулевое значение. Вопросв следующем: эти флуктуации носят случайный характер, или они имеют четкую периодичность и значение?

[Arkhipov]

случайный, но квантовая случайность отличается от обычной. Есть классическая задача об интерференции на двух щелях. Электрон двигается в направлении стены с двумя дырочками. В обычном представлении о случайности - есть вероятность пролететь через одну дырочку, есть через другую. Эти вероятности складываются в вероятность пролететь через стену. В квантовой механике электрон одновременно пролетает через обе дырочки, что приводит к характерной интерференционной картине. В частности, появляются области за стеной, куда можно попасть через одну дырочку и через другую, но невозможно попасть через обе.

[light-92]

То есть в разных точках пространства напряженность может быть разной?

[Arkhipov]

Вы смешиваете два разных представления. Распределение поля в пространстве и флуктуации поля в точке. Представьте решетку из атомов, каждый из которых по-своему дрожит, так что положения даже соседних атомов в любой момент времени не скоррелированы.

[light-92]

То есть есть вероятность измерить разные значения в разных точках даже вакуумного состояния поля? Но среднее значение всегда окажется нулевым?

[Arkhipov]

То есть, если Вы измеряете поле в разных точках в один момент времени, то результаты измерений не будут иметь ничего общего.

[light-92]

А если измерить поле в одной точке в разные моменты времени, результаты опять будут разными?

[Arkhipov]

разные, но скоррелированные.

[Munin]

m-infl в сообщении #899952 писал(а):

А что происходит с полями на этом уровне. Равномерно распределенная и неизменная низшая энергетическая плотность в каждой точке пространства?

Чтобы начать вам что-то объяснять, надо чтобы вы перестали воображать себе поля как "энергетическую плотность". Это примерно то же самое, что вместо человека воображать себе рост человека. Конечно, Петю 181 см и Васю 178 см это позволит различить, но когда рядом встанет Миша 178 см, то у вас начнутся проблемы.

m-infl в сообщении #899952 писал(а):

Из физической энциклопедии:
...
Хорошо. Все понятно.

Врёте. Абсолютно ни черта вам не понятно. Было бы понятно - вы бы другие слова произносили и другие вопросы задавали.

m-infl в сообщении #899952 писал(а):

Потому что так устроена природа, или потому что человечество неспособно точно и одновременно измерить координату и импульс?

Потому что вы до сих пор не открыли учебника по квантовой механике.

"Так устроена природа" - ничего не объясняет.

light-92 в сообщении #900084 писал(а):

Вопрос: при отсутствии квантов электромагнитного поля, среднее значение напряженности поля равно нулю, однако оно так же и флуктуирует, то есть может иметь ненулевое значение. Вопросв следующем: эти флуктуации носят случайный характер, или они имеют четкую периодичность и значение?

Ответ: вы, негодяй, не только не прочитали ни грамма того, что вам говорили, но даже уже и забыли то, что якобы поняли недавно.

Эти "флуктуации" - не флуктуации вообще! Поэтому вопрос об их случайности и периодичности задавать просто бессмысленно.

Arkhipov
Не оказывайте медвежью услугу и не сообщайте ложные сведения.

[light-92]

Munin в сообщении #900229 писал(а):

Эти "флуктуации" - не флуктуации вообще! Поэтому вопрос об их случайности и периодичности задавать просто бессмысленно.

Я читаю, я же говорил, мне сложно понять, у меня не техническое образование. Во всем топике противоречивые объяснения, я уже совсем запутался. Неужели так сложно объяснить, чтобы появилась хоть сколь нибудь ясная картинка? Не флуктуации, тогда что? Я со своим не техническим образованием из всего этого понял следующее: если поле находится в вакуумном состоянии (нету частиц), то все квантовые значения равны нулю. Однако, поскольку есть принцип неопределенности, из за которого поле в вакууме не может принять строго нулевые значения, то они оказываются неопределнными. В среднем это нуль, однако одновременно поле даже в вакууме в каждой точке пространства может принимать разные значения в каждый момент времени.

Если я неправ, укажите, в чем именно и намекните на правильный ответ, без обвинений.

[arseniiv]

Может, начнём с одного (одномерного, гармонического) осциллятора? Правда, это снова читать надо…