Extended Uncertainty Principle
Principio de incertidumbre
Ampliado
http://www.fgalindosoria.com/notas_de_investigacion/extended_uncertainty_principle.htm
Fernando Galindo Soria
www.fgalindosoria.com fgalindo@ipn.mx
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actualización 10 de Junio del 2013
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Extended Uncertainty Principle Fernando Galindo Soria,
May 2011 Traditional Uncertainty Principle By the uncertainty principle cannot know both the position and momentum of a particle, when an object is
observed energy used for observation is incident on the object and causes them to change their parameters. Extended Uncertainty Principle The
objects are continually bombarded by others objects, so they are constantly
changing, not only when they are observed, that is, the uncertainty has nothing to do with the object is
observed or not, observation gives us a picture in a moment of this
phenomenon, which occurs regardless of whether we observe it or not. Principio de incertidumbre Ampliado Fernando Galindo Soria, Mayo del 2011 Principio de incertidumbre tradicional Por el principio de incertidumbre no se puede saber al mismo tiempo la posición y el momento de una partícula, cuando un objeto es observado la energía que se usa para observarlo incide sobre el objeto y hace que cambien sus parámetros. Principio de incertidumbre Ampliado Los objetos son bombardeados permanentemente por otros objetos, por lo que permanentemente están cambiando, no solo cuando son observados, o sea que la incertidumbre no tiene que ver con que el objeto sea observado o no, la observación solo nos entrega una fotografía en un instante de ese fenómeno, que ocurre independientemente de que lo observemos o no. ************************************************** ************************************************** Annex A Traditional Uncertainty Principle Wikipedia
(20130609) “In 1814,
Laplace published what is usually known as the first articulation of causal
or scientific determinism:[39] We may regard the present state of the
universe as the effect of its past and the cause of its future. An intellect
which at a certain moment would know all forces that set nature in motion,
and all positions of all items of which nature is composed, if this intellect
were also vast enough to submit these data to analysis, it would embrace in a
single formula the movements of the greatest bodies of the universe and those
of the tiniest atom; for such an intellect nothing would be uncertain and the
future just like the past would be present before its eyes. —Pierre Simon Laplace, A Philosophical
Essay on Probabilities[40] This
intellect is often referred to as Laplace's demon …. Laplace, himself,
did not use the word "demon", ….. he simply referred to: "Une
intelligence... Rien ne serait
incertain pour elle, et l'avenir comme le passé, serait présent à ses yeux." Even
though Laplace is known as the first to express such ideas about causal
determinism, his view is very similar to the one proposed by Boscovich as early as 1763 in his book Theoria philosophiae naturalis.” http://en.wikipedia.org/wiki/Pierre-Simon_Laplace#Laplace.27s_demon ************************************************** Uncertainty
principle Wikipedia
(20130609) “In quantum mechanics, the uncertainty principle
is any of a variety of mathematical inequalities asserting a fundamental
limit to the precision with which certain pairs of physical properties of a
particle known as complementary variables, such as position x and momentum p,
can be known simultaneously. For instance, the more precisely the position of
some particle is determined, the less precisely its momentum can be known,
and vice versa.[1]
The original heuristic argument that such a limit should exist was given by Werner Heisenberg in 1927, after whom it is
sometimes named the Heisenberg principle. A more formal inequality
relating the standard deviation of position σx and the standard deviation of momentum
σp was derived by Earle Hesse Kennard[2]
later that year (and independently by Hermann
Weyl[3]
in 1928),
where ħ
is the reduced Planck constant.” http://en.wikipedia.org/wiki/Uncertainty_principle ************************************************** Copenhagen
interpretation Wikipedia
(20130609) “The Copenhagen
interpretation is one of the earliest and most commonly taught interpretations of quantum mechanics.[1] It holds that quantum mechanics
does not yield a description of an objective reality but deals only with
probabilities of observing, or measuring, various aspects of energy quanta,
entities that fit neither the classical idea of particles nor the classical
idea of waves. According to the interpretation, the act of measurement causes
the set of probabilities to immediately and randomly assume only one of the
possible values. This feature of the mathematics is known as wavefunction collapse. The essential concepts of the
interpretation were devised by Niels Bohr, Werner
Heisenberg and
others in the years 1924–27. ….. Many physicists and philosophers have objected to the Copenhagen
interpretation, both on the grounds that it is non-deterministic and that it
includes an undefined measurement process that converts probability functions
into non-probabilistic measurements. Einstein's comments "I, at any rate, am
convinced that He (God) does not throw dice."[30] and "Do you really think the
moon isn't there if you aren't looking at it?"[31] exemplify this.”” http://en.wikipedia.org/wiki/Copenhagen_interpretation ************************************************** Schrödinger's
cat Wikipedia
(20130609) “Schrödinger's
cat is a thought
experiment,
sometimes described as a paradox, devised by Austrian physicist Erwin
Schrödinger in
1935. It illustrates what he saw as the problem of the Copenhagen interpretation of quantum
mechanics applied
to everyday objects, resulting in a contradiction with common sense. The
scenario presents a cat that may be both alive and dead, depending on an
earlier random event. Although the original
"experiment" was imaginary, similar principles have been researched
and used in practical applications. The thought experiment is also often
featured in theoretical discussions of the interpretations of quantum mechanics. In the course of developing this
experiment, Schrödinger coined the term Verschränkung
(entanglement). ….. One can even set up quite ridiculous cases. A
cat is penned up in a steel chamber, along with
the following device (which must be secured against direct interference by
the cat): in a Geiger
counter, there is
a tiny bit of radioactive substance, so small that perhaps
in the course of the hour, one of the atoms decays, but also, with equal
probability, perhaps none; if it happens, the counter tube discharges, and through a relay
releases a hammer that shatters a small flask of hydrocyanic acid. If one has left this entire
system to itself for an hour, one would say that the cat still lives if
meanwhile no atom has decayed. The psi-function of the entire system would
express this by having in it the living and dead cat mixed or smeared out in
equal parts. It is typical of these cases that an indeterminacy originally restricted
to the atomic domain becomes transformed into macroscopic indeterminacy,
which can then be resolved by direct observation. That prevents us from so
naively accepting as valid a "blurred model" for representing
reality. In itself, it would not embody anything unclear or contradictory.
There is a difference between a shaky or out-of-focus photograph and a
snapshot of clouds and fog banks. —Erwin Schrödinger, Die gegenwärtige Situation in der Quantenmechanik
(The present situation in quantum mechanics), Naturwissenschaften http://en.wikipedia.org/wiki/Schr%C3%B6dinger%27s_Cat ************************************************** ************************************************** Anexo A Principio de incertidumbre tradicional Wikipedia (20130609) “Laplace creía fuertemente en el determinismo causal, tal como puede apreciarse en la siguiente cita: Podemos mirar el estado presente del universo como el efecto del pasado y la causa de su futuro. Se podría concebir un intelecto que en cualquier momento dado conociera todas las fuerzas que animan la naturaleza y las posiciones de los seres que la componen; si este intelecto fuera lo suficientemente vasto como para someter los datos a análisis, podría condensar en una simple fórmula el movimiento de los grandes cuerpos del universo y del átomo más ligero; para tal intelecto nada podría ser incierto y el futuro así como el pasado estarían frente sus ojos. Este intelecto se refiere al demonio de Laplace” http://es.wikipedia.org/wiki/Pierre_Simon_Laplace ************************************************** Principio de incertidumbre de Heisenberg Relación de
indeterminación de Heisenberg Wikipedia (20130609) “En mecánica cuántica, la relación de
indeterminación de Heisenberg o principio de
incertidumbre establece la imposibilidad de que determinados pares de
magnitudes físicas sean conocidas con precisión arbitraria. Sucintamente,
afirma que no se puede determinar, en términos de la física cuántica,
simultáneamente y con precisión arbitraria, ciertos pares de variables
físicas, como son, por ejemplo, la posición y el momento lineal (cantidad de movimiento) de un objeto dado.
En otras palabras, cuanta mayor certeza se busca en determinar la posición de
una partícula, menos se conoce su cantidad de movimiento lineal y, por tanto,
su velocidad. Este principio fue enunciado por Werner Heisenberg en 1927. …… Las medidas del objeto observable sufrirán desviación estándar Δx de la posición y el momento Δp. Verifican entonces el principio de indeterminación que se expresa matemáticamente como:
Donde la h es la constante de Planck (para simplificar, http://es.wikipedia.org/wiki/Relaci%C3%B3n_de_indeterminaci%C3%B3n_de_Heisenberg (Einstein, Bruselas, 1930) “En
1930, en una reunión de físicos en Bruselas, Alberto Einstein se esforzó en
descubrir un sofisma en el razonamiento que había conducido, tres años antes,
al principio de incertidumbre. Como vimos en el capítulo anterior, este
principio afirma que el producto de las incertidumbres en las determinaciones
de posición y de momento era no menor que 1/6, aproximadamente, de la
constante de Planck:
Einstein
demostró que, sí eso era cierto, podría probarse que la misma relación cumple
el producto de las incertidumbres intrínsecas en la determinación del
contenido de energía (De) y en la medida del tiempo (Dt); es decir, que
El electrón es zurdo y otros ensayos científicos, Isaac Asimov: Capitulo 13. A espaldas del maestro, Pág. 95 El Libro de Bolsillo, Alianza Editorial Madrid Título
original: Extracts of: The Left Hand of the Electron The
Solar System and Back — From Earth to Heaven Traductor: Francisco Moran Samaniego Escaneado por: Marroba2002, Corregido por: RedRaven. Una de las formas alternativas del principio de indeterminación más conocida es la indeterminación tiempo-energía que puede escribirse como:
Esta forma es la que se utiliza en mecánica cuántica para explorar las consecuencias de la formación de partículas virtuales, utilizadas para estudiar los estados intermedios de una interacción. Esta forma del principio de indeterminación es también la utilizada para estudiar el concepto de energía del vacío. ************************************************** Interpretación
de Copenhague Wikipedia (20130609) “Con el nombre
de interpretación de Copenhague se hace referencia a una interpretación de la
mecánica cuántica atribuida principalmente a Bohr, Born,
Heisenberg y otros. Se conoce así debido al nombre
de la ciudad en la que residía Bohr. Fue formulada en 1927 por el físico
danés Niels
Bohr, con ayuda de Max Born y Werner Heisenberg,
entre otros, durante una conferencia realizada en Como, Italia. …. Bohr también
señaló en esa conferencia que mientras en la física clásica un sistema de partículas en
dirección funciona como un aparato de relojería, independientemente de que
sean observadas o no, en física cuántica el observador interactúa con el sistema en tal
medida que el sistema no puede considerarse con una existencia independiente. Escogiendo medir con precisión
la posición se fuerza a una partícula a presentar mayor incertidumbre en su momento, y viceversa; escogiendo
un experimento para medir propiedades ondulatorias se eliminan peculiaridades
corpusculares, y ningún experimento puede mostrar ambos aspectos, el
ondulatorio y el corpuscular, simultáneamente. J. Gribbin. Además según la
interpretación de Copenhague toda la información la constituyen los
resultados de los experimentos. Se puede observar un átomo y ver un electrón
en el estado de energía A, después volver a observar y ver un electrón en el
estado de energía B. Se supone que el electrón saltó de A a
B, quizás a causa de la observación. De hecho, no se puede asegurar siquiera
de que se trate del mismo electrón y no se puede hacer ninguna hipótesis de
lo que ocurría cuando no se observaba. Lo que se puede deducir de los
experimentos, o de las ecuaciones de la mecánica cuántica, es la probabilidad
de que si al observar el sistema se obtiene el resultado A, otra observación
posterior proporcione el resultado B. Nada se puede afirmar de lo que pasa
cuando no se observa ni de cómo pasa el sistema del estado A al B. Einstein
y muchos otros físicos se negaron a aceptar esta interpretación de la
mecánica cuántica, presentando varias críticas.” http://es.wikipedia.org/wiki/Interpretaci%C3%B3n_de_Copenhague ************************************************** Gato de
Schrödinger Wikipedia (20130609) “El experimento
del gato de Schrödinger o paradoja de
Schrödinger es un experimento imaginario concebido en 1935 por el físico Erwin Schrödinger para exponer una de las
consecuencias menos intuitivas de la mecánica cuántica. La propuesta
Erwin
Schrödinger plantea un sistema que se encuentra formado por una caja cerrada
y opaca que contiene un gato en su interior, una botella de gas venenoso y un
dispositivo, el cual contiene una partícula radiactiva con una probabilidad
del 50% de desintegrarse en un tiempo dado, de manera que si la partícula se
desintegra, el veneno se libera y el gato muere. Al terminar el
tiempo establecido, hay una probabilidad del 50% de que el dispositivo se
haya activado y el gato esté muerto, y la misma probabilidad de que el
dispositivo no se haya activado y el gato esté vivo. Según los principios de
la mecánica cuántica, la descripción correcta del sistema en ese momento (su función de onda) será el resultado de la superposición de los estados
"vivo" y "muerto" (a su vez descritos por su función de
onda). Sin embargo, una vez abramos la caja para comprobar el estado del
gato, éste estará vivo o muerto. Ahí radica la
paradoja. Mientras que en la descripción clásica del sistema el gato estará vivo o muerto
antes de que abramos la caja y comprobemos su estado, en la mecánica cuántica
el sistema se encuentra en una superposición de los estados posibles hasta que interviene el
observador. El paso de una superposición de estados a un estado definido se
produce como consecuencia del proceso de medida, y no puede predecirse el
estado final del sistema: sólo la probabilidad de obtener cada resultado. La
naturaleza del proceso sigue siendo una incógnita, que ha dado lugar a
distintas interpretaciones de
carácter especulativo. Interpretaciones
Siguiendo la interpretación de Copenhague, en el
momento en que abramos la caja, la sola acción de observar modifica el estado
del sistema tal que ahora observamos un gato vivo o un gato muerto. Este colapso de la función de onda es
inevitable en un proceso de medida, y depende de la propiedad observada. Es
una aproximación pragmática al problema, que considera el colapso como una
realidad física sin justificarlo completamente.” http://es.wikipedia.org/wiki/Gato_de_Schr%C3%B6dinger ************************************************** ************************************************** 12 de Diciembre del 2011 La entropía es
una propiedad informática que mide el desorden de un sistema FGS 22 de Enero del 2011 “La entropía,
cariño, es una palabra que significa la cantidad de agotamiento del universo” La última
pregunta (The last question) Isaac Asimov, Science Fiction
Quarterly, noviembre de
1956 Por las leyes
de la termodinámica, la entropía aumenta permanentemente hasta llegar a una
situación con un “frió” absoluto donde el universo esta en un desorden total y las partículas dejan de moverse Fluctuación
cuántica del vació A partir del
principio de incertidumbre se establece que en cualquier punto del espacio
están surgiendo y destruyéndose permanentemente partículas en todo el
universo, lo cual crea un campo de partículas extremadamente tenue, o sea que
el vació no esta vació. Esta también es
la base del trabajo de Hawking sobre la generación de partículas en la
frontera de un hoyo negro. Energía del
vacío De Wikipedia,
la enciclopedia libre (20111215) “La energía
del vacío es una clase de energía del punto cero existente en el espacio incluso en ausencia de todo tipo de materia. La
energía del vacío tiene un origen puramente cuántico y es responsable de efectos físicos
observables como el efecto Casimir. Asimismo la energía del vacío
permite la disipación de un agujero
negro descrita en la radiación de Hawking, así como predice la
existencia de partículas virtuales que tienen un efecto
medible.” http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_del_vac%C3%ADo Esta es una de
las explicaciones que se da para la masa de los bosones (partículas que se
intercambian produciendo la interacción débil, son las únicas partículas de
intercambio con masa). (“Debido a la
gran masa de las partículas que transportan la interacción débil (cerca de
los 90 GeV/c2), su vida media
está limitada a cerca de 3×10−27 segundos, por el principio de incertidumbre. Incluso a
la velocidad de la luz este límite efectivo del
rango de la interacción débil de 10−18 metros, cerca
de mil veces más pequeña que el diámetro del núcleo atómico.”) (12 de Diciembre del 2011) http://es.wikipedia.org/wiki/Interacci%C3%B3n_d%C3%A9bil FGS 12 de Diciembre del 2011 Limite al
crecimiento de la entropía
Aparentemente
el universo no puede quedar en un estado de detención absoluto, porque
permanentemente se están creando y destruyendo nuevas partículas, o sea que
la entropía tiene un límite no cero (O la entropía tiene un límite cero o el
principio de incertidumbre tiene un contraejemplo) **************************************************** 12 de Diciembre del 2011 En un
experimento realizado por Kudey en Paris (Verificar
nombre) se observa como partículas de silicona interactuando con una
superficie generan ondas que replican el experimento de la doble rendija. FGS 12 de Diciembre del 2011 Onda-Partícula Si el vació no está
vació y existe un campo extremadamente tenue, entonces cuando una partícula
externa interactúa con ese campo genera ondas, con lo cual se perciben las
ondas como resultado de la interacción de la partícula con el campo. ************************************************** ************************************************** |
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