Vārdi “kvantu fizika” daudziem asociējas ar kaut ko vienlaicīgi ļoti interesantu un bezcerīgi nesaprotamu. Tieši pateicoties kvantu fizikai, mūsu rīcībā ir IT un komunikāciju tehnoloģijas, kas ir pārmainījušas pasauli. Fizikas vēsturnieki un filosofi apgalvo, ka kvantu mehānika ir radikāli mainījusi mūsu priekšstatus par pasaules uzbūvi un fizikas likumu būtību. Ziņas par jaunākajiem mūsdienu zinātnes atklājumiem ir pilnas ar kvantu levitāciju, kvantu teleportāciju, kvantu komunikāciju un citiem terminiem no fantastikas romānu lappusēm. Ezotērikas grāmatas apgalvo, ka kvantu fizika beidzot pierādījusi to, ko viedie cilvēces skolotāji ir mācījuši kopš laika sākuma. Reiki kursos piedāvā veikt kvantu lēcienu. Kā nošķirt mītus no patiesības? Diskusijā centīsimies iezīmēt pamatkarti tam, ko kvantu fizika ir patiešām pierādījusi, par ko aicina aizdomāties, un kas kvantu fizika noteikti nav.

1. Vjačeslavs Kaščejevs, Ph.D.
2012. gada 23.maijā

2.  Kā ir uzbūvēts atoms?
 Kā darbojas ķīmiskās saites?
 Kas ir metāli, pasvadītāji, supravadītāji?
quantumlevitation.com
 Kā precīzi mērīt laiku un attālumus?

3. Kvantu mehānikas [Fizikas]
interpretāticija filosofija
Kvantu fizika
Spekulācijas un
Teorija Eksperiments
pseidozinātne
ℏ

4. Līdzības,
analoģijas, tēli
m v2
E m gh
2
Matemātikas
valoda

5.  Nenoteiktība
◦ Heizenberga
nenoteiktības princips
 Koherence
◦ Kvantu informācijas
noteiktība*
 Nelokalitāte
◦ Daudzdaļiņu sapinums
A. Zeilinger, R. Gähler, C.G. Shull, W. Treimer, and W. Mampe,
Reviews of Modern Physics, Vol. 60, 1988.
*unitārās laika evolūcijas determinisms un atgriezeniskums

6.  Kvantu mehānika ir kustības likumi
ķermeņiem (daļiņām), kas ir pietiekami labi*
izolētas no ārējo ķermeņu iedarbības
* Jo lielāks ķermenis, jo labāk jāizolē
 Šī prasība nav sveša arī klasiskajā mehānikā
Ņūtona mehānika
pretstatā
Aristoteļa teorijai

7.  Divspraugu eksperiments (ar elektroniem)
 Katra daļiņa nes sev līdzi “pulskteni”: φ1 |1>
φ0 |0> |1> φ1
y
y
cos (φ0-φ1)
http://www.hitachi.com/rd/research/em/doubleslit.html
Interfences aina uz ekrāna
“izmēra” pulksteņu starpību

8.  Kamēr sistēma ir labi izolēta, visu (kvantu)
informāciju par tās stāvokli ietver sevī
“viļņu funkcija” jeb “stāvokļa vektors”
|Ψ> = φ0 |0> + φ1 |1>
 Kvantu fizikas pamalikums –
Šrēdingera vienādojums - apraksta,
kā stāvokļa vektors mainās laikā:
Bet nevar taču palikt mūžīgi izolētam..

9.  Novērot īpašību (jeb izmērīt lielumu) nozīmē
atstāt uz ārējiem ķermeņiem ietekmi, kas ir
atkarīga no mērāmās vērtības.
|0>
 Ietekme ir abpusēja:
|1> ! mērot vienu lielumu,
būs cits – saistītais
(complementary),
kura vērtība tiks
sabojāta cos (φ0-φ1)
Pa kuru pusi izlido?

10. kvantu informācija klasiskā
mērījums 0 vai 1 informācija
|Ψ> = φ0 |0> + φ1 |1> + +
? troksnis
Kvantu pasaule: daļiņa (sistēma) Klasiskā pasaule: saplūdusi kopā ar
izolēta no apkārtnes bazgala daudzām citām daļiņām
 Heizenberga nenoteiktības princips:
◦ Noskaidrojot viena lieluma (piem., koordinātes x)
vērtību, saistītā lieluma (piem., impusla p=mv) vērtība
kļūst nejauša:

11.  Indeterminisms
◦ Kvantu teorija paredzējumi ir statistiski
◦ Laplasa dēmona nāve, brīvās gribas auģšamcelšanās?
◦ Brīnumi nav aizliegti 
 Ontoloģijas (kas eksistē?) un
 Epistemoloģijas(ko mēs varam zināt?) dilemmas:
◦ Kas notiek, kamēr neviens neskatās*?
◦ Vai vairākās trajektorijas “eksistē”, ja tās “interferē”?
◦ Ja eksistē, tad kur? “Parlēlajās pasaulēs”?
*Jautājums pēc definīcijas nav no fizikas!

12.  Divas daļiņas (EPR pāris):
dzimst kopā, bet katra aizlido uz savu pusi
φ01
+ φ10
Kvantu sapinums
(entanglement) =
ALICE vairāku daļiņu BOB
kopīgie “pulksteņi”

13.  Einšteina-Rozena-Podoļska paradokss rodas,
pieņemot, ka katrai daļiņai ir savas noteiktas
īpašības (kuras vienkārši nevaram
vienlaicīgi nomērīt – hidden variables).
 Bela nevienādības un to eksperimentālie testi
padarījušas nelokalitāti izmēramu.

14.  “Īsto” nejaušo skaitļu ģeneratori
◦ Pretstatā pseido-nejaušībai,
kas patiesībā ir determinēta
 Kvantu kriptogrāfijas sistēmas
◦ “Teleportē” kvantu informāciju no A uz B
◦ Jebkāda noklausīšanās izsauks
detektējamu troksni
 “Kvantu-drošie” klasiskie
kriptogrāfijas algoritmi
Portāls “satori.lv”,
23.05.2012

15.  Nav empīriska pamatojuma kvantu parādību
sasaistīšanai ar apziņu / saprātu / garīgo
 “Novērotāja efektam” kvantu mērījumos
nav nekāda sakara ar novērotāja psihi
 Kvantu nelokalitātei nav sakara ar
optiskā ieraksta nelokalitāti (hologrāfiju)
 Kvantu fizika nepierāda “paralēlās pasaules”

16.  Gaisma un citi elektromagnētiskie viļņi
 Supravadāmība (elektronu pāru kondensāts)
◦ “Kvantu levitācija”
 Bozē-Einšteina kondensāts

17.  Richad Feynman
“QED - The Strange Theory
of Light and Matter”
 Edgars Imants Siliņš
“Lielo patiesību meklējumi”