Onko hiukkasen paikan mittaamiselle olemassa jokin teoreettinen raja mitä tarkemmin ei saa mitattua?
Hiukkasen paikka
Hiukkasena
20269
0Äänestä
Muut lukivat myös
Odottaa vastausta
Näihin keskusteluihin ei ole vielä vastattu. Ole ensimmäinen.
Turvaa tilisi vahvistamalla puhelinnumerosi. Voit silloin palauttaa unohtuneen salasanan tekstiviestillä.
Näihin keskusteluihin ei ole vielä vastattu. Ole ensimmäinen.
Vastaukset 20
Vanhimmat
Käsittääkseni ei. Tällöin kuitenkin hukataan kaikki tieto hiukkasen liikkeestä. Ja päin vastoin, jos liike tunnetaan, paikkatieto hukkuu.
Ei huku jos ei hukata.
Heisenberg olisi eri mieltä kanssasi. Itse asiassa kaikki kvanttifyysikot ovat eri mieltä kanssasi.
Wiki:
"Heisenbergin epätarkkuusperiaate on Werner Heisenbergin vuonna 1927 esittämä kvanttimekaniikan perusperiaate, jonka mukaan tiettyjen observaabeliparien arvoja ei voida määrittää samanaikaisesti äärettömän tarkasti. [1] Tällaisia observaabelipareja ovat esimerkiksi hiukkasen paikka ja liikemäärä,..."
Delta x kertaa delta p on aina suurempi tai yhtäsuuri kuin redusoitu Plancin vakio jaettuna kahdella. Perin yksinkertaista arvon mölisijä.
Jos hiukkasen paikka voidaan teoriassa mitata mielivaltaisella tarkkuudella, niin eikö
sen perusteella hiukkasella todellisuudessakin voi olla tarkka sijainti?
Kyllä, mutta silloin menettää tiedon hiukkasen liikemäärästä.
Hiukkasella ei ole tarkkaa sijaintia ennenkuin mittaus tehdään. (Jos mittausta ei tehdä, sillä ei ole tarkkaa sijaintia.) Koska hiukkasen liikemäärä on täysin epämääräinen hiukkanen löytyy myöhemmin jostain valonnopeutta kasvavan pallon sisältä.
Sama ilmeisesti pätee myös hiukkasen nopeudelle? Onko hiukkasen nopeuden mittaamiselle olemassa jokin teoreettinen raja mitä tarkemmin ei saa mitattua?
"Onko hiukkasen paikan mittaamiselle olemassa jokin teoreettinen raja mitä tarkemmin ei saa mitattua?"
On, ajan ja avaruuden kvantittumisen mittakaava eli ns. perusmittakaava. Sitä pienempää tuhrua avaruutta ja aikaa ei yksinkertaisesti ole, joten sitä pienempää epämääräisyyttä ei tarvitse etsiä.
Delta x kertaa delta p on suurempi tai yhtäsuuri kuin redusoidun Plancin vakio jaettuna kahdella.
Jossa:
delta x on hiukkasen paikan epätarkkuus ja
delta p on hiukkasen liikemäärän epätarkkuus.
Tarkkaan ottaen tämä Heisenbergin epätarkkuusperiaate ei pidä paikkaansa.
Heisenbergin epätarkkuusperiaate rikottiin tuossa viime vuonna muistaakseni.
On olemassa kahdenlaista epätarkkuutta; epätarkkuutta, joka johtuu mittauksesta, ja sitten on epätarkkuutta, joka johtuu siitä että alkeishiukkasilla ei yksinkertaisesti ole mitään tarkkaa paikkaa tai liikemäärää, mutta tämä hiukkasten "todellinen" epämääräisyys on niin pientä, että sitä ei -käytännössä- ole olemassakaan.
Ja nykyään tiedetään, että planckin mittakaavaa lyhyemmän skaalan ilmiöitä VOIDAAN tutkia, toisin kuin ennen kuviteltiin.
Hiukkasen paikka on oma juttunsa, mutta pienien etäisyyksien mittaaminen käy hankalaksi kun lähestytään mittaamisessa käytetyn valon aallonpituutta.
Aivan. Tällöin pienissä mittakaavoissa asia menee relativistiseksi ja tällöin ei ole ihan selvää mikä on aika ja mikä paikka, niiden suhde ei ole yksikäsitteinen.
On!
On olemassa pituuden alaraja, jota pienemmistä mittakaavoista puhuttaessa koko hiukkasen käsitteen merkitys menee sumeaksi.
kuinka suuri tämä alaraja on?
vastaan itse: erään juuri julkaistun tutkimuksen mukaan se on alle 10^-48 metriä - ja tällaisen alarajan olemassaoloa ei saatu todistettua, koska mittauksille on olemassa rajansa, ja mittari meni tällä kertaa tappiin - tarkemmin sanoen avaruuden rakeisuus ei ilmene vielä silloinkaan, kun pituus on tuo yllä mainittu luku.
vertailun vuoksi planckin pituus on n. 1,6*1^-35.
korjaus: vertailun vuoksi planckin pituus on n. 1,6*10^-35. EI SIIS n. 1,6*1^-35.
CERN toimii maksimissaan juuri tuolla mitta-skaalalla!
Ja se ei ole ihan sattumaa, fysiikan lait on teoretisoitu ~ CERN:n mahdollistamiin energioigin asti. Kaikki yläpuolella oleva on kokeellisesti hyvin hankala todistaa, ennen kuin meillä on korkeampia energioita mahdollistava laite.
Tarkoitan siis tässä "CERN":lla CERN:n LHC -laitetta...
Alkuperäiselle kysyjälle vastauksena: Kysymys menee dimensio-analyysina heuristisesti s.e. kun Energian dimensio = 1/pituuden dimensio.
Ts. vastaus kysymykseen pienimmästä "järkevästä" pituus-skaalasta L on
L ~ 1/(LHC:n max energia). Ei ole varmaa miten fysikaaliset ilmiöt käyttäytyvät suuremmilla energioilla.
(Toki tähän voi vastata eksaktimminkin kun "tietää" kvantin aallonpituuden. Pienemmillä (aallon)pituuksilla kvantin hiukkas-tulkinta hajoaa).
Tuo planckin pituus on ihan absoluuttinen pituuden alaraja. Meillä ei ole tietoa miltä maailma näyttää noin pienillä mittaskaaloilla.
Hiukkasen "hiukkasluonne" katoaa jo paljon ennen tuota skaalaa, eli noin Comptonin aallonpituuden mittakaavassa. (Tuolloin ei ole enää selvää mikä se hiukkanen on kun sitä ympäröivien hiukkas-antihiukkas -parien vaikutus kasvaa suuremmaksi ja suuremmaksi mitä pienempää aluetta tutkitaan).
Lisäys vielä: Jos tutkittavan hiukkasen massa tiedetään, on sitä vastaava pituus-skaala L = h/mc, jossa h planckin vakio, m kyseisen hiukkasen massa ja c valon nopeus. Hiukkanen ei enää "näytä" hiukkaselta tuon pituus-skaalan alapuolella.