Jest sobie taka słynna zasada w fizyce: Zasada Nieoznaczoności (niepewności) Heisenberga. Obiła się o z pewnością o uszy i wielu nie-fizykom. Różne źródła różnie tę zasadę przedstawiaja (pomijam tu wyprowadzenie matematyczne, które jest zawsze podobne lub wręcz takie same).
"Mechanika Kwantowa" Schiffa (Stara a wciąż dobra) : "niemożliwe jest jednoczesne przeprowadzenie ścisłego pomiaru pędu i położenia."
"Mechanika Kwantowa w Obrazach", Brant i Dahmen: "mała niepewnosć położenia może być osiągnięta kosztem dużej niepewności pędu i vice versa."
"Teoria Kwantów", Białynicki, Cieplak, Kamiński: "Fizycznym źródłem zasady nieoznaczoności jest występowanie owych nie dających się wyeliminować zaburzeń przy wykonywaniu pomiarów. Przy pomiarze położenia tracimy pewne informacje o pędzie, przy pomiarze pędu tracimy pewne informacje o położeniu."
"Mechanika Kwantowa", Grabowski, Ingarden: "Nie oznacza to jednak, że mechanika kwantowa wyklucza możliwość jednoczesnego pomiaru polożenia i pędu. W technice eksperymentalnej mamy do czynienia z jednoczesnymi pomiarami pędu i położenia."
Wikipedia: "Zasada nieoznaczoności mówi, że nie można z dowolną dokładnością wyznaczyć jednocześnie położenia i pędu cząstki."
http://www.wtc.wat.edu.pl/dydaktyka/fizyka-wykRogalski/Wyklad11.pdf
Wykład dla studentów WAT-u: "Jest to konsekwencją zasady nieoznaczoności. Gdyby bowiem energia była zerowa i drgania nie występowały, to byłby możliwy jednoczesny pomiar położenia i pędu."
Jeśli mamy zaufać Grabowskiemu i Ingardenowi, pojawia się pytanie: co się w wyniku takiego jednoczesnego pomiaru dzieje i jak całą serie serię takich kolejnych, jednoczesnych pomiarów opisać przy pomocy formalizmu mechaniki kwantowej? Tego w podręcznikach nie ma. A przecież to zasadnicze pytanie!
Problem ten stał się moim przedmiotem zainteresowania. Wiedziałem, że władam odpowiednimi narzędziami matematycznymi, potrafiłem bowiem, dzięki serii prac wykonanych wspólnie z Ph. Blanchardem (Bielefeld), zdefiniować i opisać dynamicznie "pomiar", czego standardowe podręczniki nie robiły.
Oto wynik moich badań: dokonując serii jednoczesnych pomiarów kilku komplementarnych wielkości (np. pędu i położenia, lub spinu w kilku różnych kierunkach), wprowadzamy układ w stan chaotyczny. Nic dziwnego, że fakt ten nie został odkryty wcześniej, zanim mieliśmy do dyspozycji komputery pozwalające nam modelować takie układy. Pamiętajmy wszakże, że chaos chaosowi nierówny. Układ atmosferyczny jest układem chaotycznym, a przecież chmury, burze, tornada, każde z tych zjawisk ma swoje specyficzne oblicze. Chaos może mieć formę. Jakiego typu formy może więc generować układ kwantowy poddawany serii jednoczesnych pomiarów kilku komplementarnych wielkości fizycznych? (Rozważanie czegoś takiego było niemal że "zabronione" przez konwencjonalne podręczniki!)
Seria symulacji komputerowych pozwoliła na wygenerowanie tych form w przypadku najprostszego układu kwantowego - czystego spinu 1/2. Formy te mają swoje swoiste piękno i charakter fraktali. Stany kwantowe (tzw. stany czyste) opisywane są punktami na powierzchni kulistej (dwuwymiarowej sferze). Umieściłem "detektory" komplementarnych względem siebie składowych spinu regularnie na tej powierzchni, w wierzchołkach którejś z klasycznych brył Platońskich (np. octahedron, icosahedron itd.) Wystartowałem od przypadkowego stanu (punktu na sferze) i poddałem układ jednoczesnemu na raz pomiarowi przez wszystkie detektory. Zadziałał tylko jeden z tych detektorów a punkt opisujący stan przeskoczył w inne miejsce sfery - w pobliże detektora który zadziałał. Zaznaczyłem ten punkt na biało. Znów uruchomiłem wszystkie detektory na raz i znów któryś z nich zadziałał. Mój stan skoczył w inne miejsce (skok kwantowy, albo "redukcja funkcji falowej"). Zaznaczyłem ten nowy punkt białą plamką (początkowo cała sfera była czarna). Powtórzyłem to "wiele" razy - jak wiele? Dziesięć milionów razy! Otrzymałem dziesięć milionów białych punktów na czarnym tle. Pojawił się "obrazek" malowany kwantowym pędzlem. Śledząc ten proces etapami widać było, że proces jest chaotyczny. Punkty pojawiały się przypadkowo, to tu to tam (proces korzysta z generatora liczb losowych). Jednak obraz wynikły z dużej ilości przypadkowych punktów bynajmniej nie jest przypadkowy. Zobaczcie Państwo sami:
Detektory umieszczone w wierzchołkach octahedronu:
Detektory umieszczone w wierzchołkach ododekahedronu:
Moja praca dyskutująca ten nowy aspekt zasady niepewności została opublikowana w Chinese Journal of Physics. (kto ciekawy, może do niej zajrzeć). Czemu w Chińskim czasopiśmie? Po pierwsze Chiny stają się potęgą światową, po drugie, dla wielu z Państwa to co jest w tej pracy byłoby i tak chińszczyzną!
