Cuantificarea spațială

1.4 cuantificare SPAȚIU ȘI entanglement

1.4.1 Context și interpretarea actuală

Aparent cu acreditarea ideii că de spin este o proprietate cuantic , și folosind un nou formalism matematic ( operatori ) , mecanic cuantic rezolvat interpretarea Stern experiment Gerlach . Dar ,ciudățenie a situației apar atunci când se utilizeazăacelași fascicul de argint ,magnetul este rotit cu un anumit unghi . Rezultatele sunt aceleași indiferent deunghiul de rotație magnet . Aceasta este o destul de complicat și fără situație sensul de interpretare cuantică . Desigur, nu este nimic special cu privire la direcția Z , de exemplu, nu este nimic de a distinge direcția z de la orice altă direcție în spațiu . Și această situație este doar inceputul ....
Să presupunem că am pus -o a doua identic Stern Gerlach ( SG ) instrumentul și trece fascicul la un instrument la al doilea și vom face o serie de măsurare și să indice în fig 1.7 .

Entanglement1
Figura 1.7 măsurători succesive SG

În figura 1.7 , cu semnul plus sau minus ne indica orientarea fasciculului la evadare de la dispozitiv SG , în raport cu câmpul magnetic extern .
În primul caz , atunci când ambele magnetice câmpuri sunt la fel orientate după axa Z , cu Polul nord și sud paralele , și am elimina așa-numitele magnetic jos fasciculului , observăm că până fascicul magnetic raman nemodificate atunci când trece prin al doilea instrument . Deci, atomii magnetic - up sunt încă magnetice - up după a doua măsurătoare
Să presupunem că din nou a doua configurare câmpului magnetic este poziționat astfel încât numai de spin - up atomi intra în ea ( cazul 2 în imagine) , dar a doua configurare și detector sunt rotite cu 90 de grade , astfel eterogenității este pe axa x . După primul instrument se obtine o separare pe direcția z și vom elimina unul fascicul ( magneți jos ) . Dacă doar de spin în sus fasciculul intra în al doilea SG x axă orientată , vom obține din nou o separare în 2 fascicul . Aceleași lucruri sunt întâmplat dacă ne orienta de -al doilea SG dupa directia y .

Să complica un pic de situații . Cu prima SG în direcția z se obține o primă fracțiune și ne bloca de spin jos fascicul . În cea de a doua orientare SG este după axa x și vom obține din nou un split de fascicul . Am bloca din nou izolează componente și vom trece de spin în sus fasciculul din nou printr- o orientare SG pe axa z. Si surpriza ... fasciculului este din nou se împarte în două componente ( cazul 3 din imagine ) .
Fiind incapabil de a explica succesiune de experimente SG , mecanic cuantic defini concepte noi ( rețea de sârmă ghimpată și corelarea ) și o nouă interpretare filosofică .
Potrivit mecanicii cuantice când cele două filtre au aceeași orientare ,corelația este zero . Când cele două filtre au orientări opuse , corelația este de 100 % . Atunci când cele două filtre au orientări perpendiculare ,corelația este de 50 % . Se pare căcorelația trece lin de la zero la 100 % caorientarea relativă merge de la 0 ° la 180 ° .
Înacelași timp, o nouă teorema ( teorema lui Bell ) a fost formulată pentru a avea un suport teoretic pentru aceasta incurcatura . Nu vom discuta aici aceste teorema care se presupune a fi , după unele om de știință cele mai importante teorema de stiinta ( nu de la fizica ! ) , Deoarece acestea teorema nu există , și se bazează pe o interpretare greșită a experimentelor SG .
Interpretarea cuantum de succesiune de experimente SG începe ideea formă că , , măsurarea unul observabile fizic poate face o observabil diferit anterior măsurată probabilistic din nou " . Deci, un masuratori modificați variabila de la deterministă la probabilistic , și o interpretare complet de fenomen fizic se face , de fapt, pe această bază . Desigur, ne putem întreba retoric dacă măsurătorile modificați variabila ( și a universului ) , ceea ce nu înseamnă măsurare ?

1.4.2 interpretare clasică propusă

Explicațiile cuantice sunt nesustenabile pentru că așa cum am văzut în cazul de o succesiune de două dispozitive SG aliniate după aceeași axă , a doua măsurătoare nu face probabilistic rezultat , și pornind de la un magnet până atom vom obține în cele din urmă magnet în sus . Dacă am pus un al treilea dispozitiv SG și se măsoară din nou fascicul până vom vedea că din nou măsurătoarea nu este probabilist , ci, din contra , determinist .

Acesta a fost prezentat la măsurarea clasică Stern Gerlach , care câmpul magnetic neomogen împărțitfascicul de atomi sau particule în două grinzi în funcție de orientarea momentului magnetic atomic față de direcția câmpului extern .
De asemenea, a fost prezentat ca momentul magnetic atomic ( sau electrones momentele magnetice în cazul în care sunt utilizate electroni liberi ) execută o precesie în plan x , y , z axe și accelerare după atunci când direcția de neomogenitatii spre direcția z axe . În această mișcare de precesie există o probabilitate egala acel moment atomice sunt orientate spre direcția pozitivă x sau x direcție negativă , și în mod similar după axa y . Vorbind statistic există o probabilitate egala că un moment atomic este orientat spre direcția X pozitivă sau negativă direcția x . De asemenea, din cauza mișcării continue precesie există echilibru între numărul de moment magnetic orientat în direcția X pozitivă și numărul de moment magnetic orientat în direcție negativă x .
Având această imagine a comportamentului de spin in camp magnetic putem explica în mod clar ce sa întâmplat atunci când vom schimba direcția câmpului magnetic neomogen extern .
Prin acest moment până înțelegem momente atomice , care sunt orientate în sus , cu un anumit unghi în legătură cudirecția câmpului magnetic neomogen și , prin urmare, sunt deviate în sus peecran . Pentru moment, în jos , situația este opusă .

Să presupunem că ne bloca de la un prim experiment fasciculului în jos , și vom introduce fasciculului într-un dispozitiv secundar SG orientat după axa Z ( 2 instrumente SG succesive cu identic set - up ) . După ce a scăpat de la primul câmp magnetic neomogen , atunci când intră în domeniul neomogen secundar în aceeași direcție , momentele magnetice continua precesie lor în jurul axei z și nu avem o ruptură în al doilea dispozitiv SG . Accelerare a fasciculului este făcută din nou îndirecția în sus datoritădispozitivului secundar SG .
Repetăm​​experimentul , dar vom schimbadirecția de magnet în al doilea SG îndirecția x . De la primul instrument ne bloca în jos fasciculului și numai până fascicul este introdus în al doilea dispozitiv SG . Înprimul dispozitiv SG , momentele magnetice atomice executa o precesie înplanul xy , în jurul valorii de direcția z (linia groasă în imagine ) , astfel încât la intrarea în al doilea SG există o probabilitate egală de a avea o orientare a momentelor magnetice față direcție pozitivă sau negativă a axei X ( fig 1.8 ) . Când ne-am schimbainhomogenity câmpului magnetic ( al doilea dispozitiv SG ) în direcția x , toate momentele magnetice se vor schimba începe miscarea de precesie în jurul x direcție sau într-un plan ZY . Probabilitatea de existență a momentelor magnetice orientate spre sens pozitiv sau negativ x este egal .
Având în vedere accelerarea in directia x momentele magnetice orientate spre direcția X pozitiv sunt accelerate și momentele magnetice orientate în direcția x negative sunt considerate jos și pentru a muta în jos pe placa fotografică . Este foarte clar de ce de la un fascicul sus orientată în direcția Z am obținut în altă direcție două fasciculului în sus și în jos orientat .
Același lucru este sa întâmplat , dacă am schimba de-a doua orientare SG spre direcția Y , un split de rotire până fascicul este obținut ca urmare a precesie a momentului magnetic în jurul axei y .
. Entanglement2
Fig .1.8 schimbare de direcție precesie când direcția de magnetic depus este schimbat în aparat succesive SG

Să analizezeultimul experiment prezentat înfig . 1.7 În primul SG un fascicul este împărțită în roti în sus și de spin jos . De spin jos este blocat , și de spin în sus este din nou scuipat într- un spin jos se învârte ca urmare a unei a doua SG orientate în direcția x . Din nou se învârte este selectat și introdus într- un al treilea SG orientată în direcția Z și , uimitor .. fasciculul este împărțit în jos din nou .
După primul instrument de SG fasciculului sus va executa o precesie în direcție pozitivă Z , în planul XY . Având în vedere că , avem o ruptură secundar în direcția x în al doilea SG . La evadare din a doua SG , și când am bloca fasciculului în jos ,fasciculul de spin în sus este îndreptată la x pozitive , și execută o precesie în plan ZY ( probabilitate egala pentru un moment magnetic pentru a fi orientate spre Z pozitiv sau negativ ) . În consecință , în al treilea SGfasciculului vor fi separate din nou în două fascicule , deoarece la intrarea în al treilea SG există o probabilitate egală de momente magnetice să fie îndreptate spre direcția z pozitivă sau negativă . Desigur, în aceste condiții întreabă cineva ce reprezinta cuantificare într- o anumită direcție , dacă în realitate nu avem acest fapt ? Fizicii clasice pot rezolva acest aparent , , paradox " de , , mecanic cuantic ", foarte simplu .

1.4 SPACE QUANTIZATION AND ENTANGLEMENT

1.4.1 Background and actual interpretation

Apparently with the accreditation of idea that spin is a quantum property, and using a new mathematical formalism (operators), quantum mechanic solved the interpretation of Stern Gerlach experiment. But, the oddity of situation appear when using the same silver beam, the magnet is rotated with a certain angle. The results are the same indifferent of the angle of magnet rotation. This is a quite complicate and without meaning situation for quantum interpretation. Of course there is nothing special about the direction z, i.e. there is nothing to distinguish the z direction from any other direction in space. And this situation is only the beginning....

Suppose we put a second identical Stern Gerlach (SG) instrument and the fascicle pass from one instrument to the second one and we make a series of measurement as indicate in fig 1.7

Figure 1.7 Successive SG measurements

In figure 1.7, by plus or minus sign we indicate the orientation of fascicle at escape from SG device, relative to the external magnetic field.

In the first case, when both magnetic-fields are similarly-oriented after z axis, with north and south poles parallels, and we eliminate so called magnetic down fascicle, we observe that the magnetic up fascicle remain unmodified. So the magnetic-up atoms are still magnetic-up after a second measurement. Suppose that again a second magnetic-field setup is positioned such that only spin-up atoms enter it, but the second setup and detector are rotated by 90 degrees so the inhomogeneity is on the x axis. After first instrument we obtain a split on the z direction and we eliminate one fascicle (magnets down). If only the spin up fascicle enter in the second SG x axis orientated, we obtain again a separation in 2 fascicle. The same things are happened if we orientate de second SG after y direction.

Let’s complicate a little bit the situations. With the first SG in the direction z we obtain a first split and we block spin down fascicle. In the second SG orientation is after x axis and we obtain again a split of fascicle. We block again spin down component and we pass the spin up fascicle again through a SG orientated on the z axis. And surprise … the fascicle is again splits in two components.

Being incapable to explain succession of SG experiments, quantum mechanic define new concepts (entanglement and correlation) and new philosophical interpretation.  According to quantum mechanics when the two filters have the same orientation, the correlation is zero. When the two filters have opposite orientations, the correlation is 100%. When the two filters have perpendicular orientations, the correlation is 50%. It turns out that the correlation goes smoothly from zero to 100% as the relative orientation goes from 0° to 180°. It remains to atribute even a  decisional power  or right ov vote for these particles and the menu is complet. 

In the same time a new theorem (Bell’s theorem ) was formulated in order to have a theoretical support for this entanglement. We will not discuss here these theorem which is supposed to be after some scientists the most important theorem from science (not from physics!!!), because these theorem does not exist, and is based on a wrong interpretation of SG experiments.

The quantum interpretation of succession of SG experiments starts form idea that ,,measurement of one physical observable can make a previously-measured different observable probabilistic again”. So a measurements change the variable from deterministic to probabilistic, and an entirely interpretation of physical phenomenon is made, actually on this basis. Of course we can ask rhetorically if the measurements change the variable (and the universe), what does measurement means?

The quantum explanations are unsustainable because as we have seen in case of a succession of two SG devices with only magnet up atoms, the second measurement doesn’t make probabilistic the result, and starting from a magnet up atom we obtain finally magnet up. If we put a third SG device and we measure again the up fascicle we will see that again the measurement is not probabilistic, but contrary, deterministic.

            1.4.2 Proposed classical interpretation

It was shown at classical Stern Gerlach measurement that inhomogeneous magnetic field split the fascicle of atoms or particle in two beams according to orientation of atomic magnetic moment relative to direction of external field.

Also it was presented that the atomic magnetic moment executes a precession in x-y plane, and acceleration after z axes when direction of inhomogeneity toward z axes direction. In this movement of precession there is an equal probability that atomic moment are orientated toward positive x direction or negative x direction, and similarly after y axis. Statistical speaking there is an equal probability that an atomic moment is orientated toward positive x direction or negative x direction. Also due to the continuous precession movement there is equilibrium between number of magnetic moment orientated in positive x direction and number of magnetic moment orientated in x negative direction.

Having this image of spin comportment in inhomogenous magnetic fields we can explain clearly what’s happened when we change the direction of external inhomogeneous magnetic field.

Through moment up we understand atomic moments which are up orientated, with a certain angle related to the direction of inhomogeneous magnetic field and consequently are deviated upwards on the screen. For moment down the situation is opposite.

Let’s suppose we block from a first experiment the down fascicle, and we introduce the up fascicle in a secondary SG device orientated after z axis (2 successive SG instruments with identically set-up). After escape from the first inhomogeneous magnetic field, when enter in the secondary inhomogeneous field in the same direction, the magnetic moments continue their precession around z axis and we don’t have a split in the second SG device. The acceleration of fascicle is made again in the up direction due to the secondary SG device.

We repeat the experiment, but we change the direction of magnet in the second SG in the x direction. From the first instrument we block the down fascicle and only up fascicle is introduced in the second SG device. In the first SG device, the atomic magnetic moments execute a precession in the x-y plane, around z direction (the thick line in the picture), so at entrance in the second SG there is an equal probability to have an orientation of magnetic moments toward positive or negative direction of x axis (fig 1.8).When we change the magnetic field inhomogenity (second SG device) in x direction, all magnetic moments will change start to precess around x direction or in a z-y plane. The probability of existence of magnetic moments orientated toward positive or negative x direction is equal.

Due to the acceleration in x direction magnetic moments orientated toward positive x direction are accelerated up and magnetic moments orientated in negative x direction are considered down and move down on the photographic plate. It is very clear why from one fascicle up orientated in z direction we obtained in other direction two fascicle up and down orientated.

 The same thing is happened if we change the second SG orientation toward y direction; a split of spin up fascicle is obtained due to the precession of magnetic moment around y axis.

. 
Fig .1.8 Change in precession direction when the direction of magnetic filed is changed in successive SG device

Let’s analyze the last experiment presented in the fig. 1.7 In the first SG a fascicle is split in spin up and spin down. The spin down is blocked, and spin up is again spitted in a spin down spin up due to a second SG orientated in x direction. Again spin up is selected and introduced in a third SG orientated in z direction and, amazing .. the fascicle is split down again. Of course in this condition anyone asks what does it represent quantization in a specific direction if in reality we don’t have this fact? Classical physics can solve this apparent ,,paradox” of ,,quantum mechanic” very simple. After first SG instrument the up fascicle will execute a precession in positive z direction, in x-y plane. So due to that, in x direction we have a secondary split in x direction in the second SG. At escape from the second SG, and when we block the down fascicle, the up spin fascicle is directed to positive x, and executes a precession in z-y plane. Consequently in the third SG the fascicle will be again separated in two fascicles, because at entrance in the third SG there is an equal probability of magnetic moments to be directed to positive or negative z direction