תורת הקוונטים היא תחום מסתורי במדעי הפיסיקה, שלמעשה סותר את התיאוריות הפיסיקליות הקלאסיות של ניוטון ומקסוול. מהתיאוריה הזו עולה שלא קיימת רציפות של חומר או אנרגיה. הסרטון שלפנינו מציג את אחת התעלומות העומדות ביסוד הפיסיקה הקוונטית ניסוי שני החרכים.

 

הסרטון הופק במסגרת הסרט  "What the bleep to we know?"  ותורגם בידי צוות האתר דוידסון אונליין.
לכניסה לאתר הסרטן

 

והנה סרטון נוסף שמסביר את הניסוי:

 

הסרטון הופק בידי Cassiopeia Project ותורגם בידי צוות האתר דוידסון אונליין

כל דבר אפשר לפרק למנות בסיסיות קוונטים. כשמסתכלים על התמונה הגדולה, קיומן של המנות האלו הוא עניין זניח ואפשר להניח שהחומר רציף, כמו שקורה למשל במים או באור. רק כך יכולות למעשה להתקיים התיאוריות של הפיסיקה הקלאסית, כמו חוקי ניוטון במכניקה או חוקי מקסוול בחשמל. אולם כשיורדים לרמות האטומיות, אפשר לראות שכל דבר ניתן לפרק לרמה הקטנה והבסיסית ביותר, כמו מולקולות שמהן מורכבים המים, הפוטונים שמרכיבים אור, חלקיקים שמרכיבים את האטום, ועוד.

 

הפיסיקה הקוונטית היא תיאוריה מסתורית וסבוכה שמכילה סתירות ותעלומות רבות. שתיים מהן מוצגות בסרטון עקרון הדואליות (דו-ערכיות), שלפיו כל חומר יכול לקיים גם תכונות של גל וגם תכונות של חלקיק, ועקרון אי-הוודאות שאומר שעצם המדידה של חלקיק משנה את תכונותיו. תופעה נוספת, שמופיעה  בסרטון, היא ההסתברות שחלקיק יהיה בכמה מקומות, גם אם יש מחסום כלשהו שאמור למנוע ממנו להיות שם. התופעה הזו נקראת "מנהור קוונטי" (Quantum Tunneling)

ירון גרוס
המחלקה לפיסיקה של חומר מעובה
מכון ויצמן למדע


הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יתקבלו תמיד בברכה.

67 תגובות

  • יוסי

    ניסוי שני הסדקים

    באופן מעשי לא ניתן לבצע ניסוי שני הסדקים באמצאות ירי אלקטרונים משום להמרחק בין הסדקים במקרה כזה צריך להיות במרחק שקיים בין שני אטומים בחומר מוצק (לפי דה ברויי) ולכן מעשית לא ניתן לבצע זאת. האם אני צודק?

  • אבישג חיה כספי

    ניסוי אלקטרון וגל

    הוסבר היטב. תודה!!

  • דרור

    ניסוי שני החריצים

    קודם כל תודה רבה אנה על התשובה.
    אני מתנצל אבל החלק הראשון של השאלה שלי לא נענה להבנתי. מאחר שבאילוסטרציות על הניסוי רואים כי במצב שבו שני החריצים פתוחים הגל בעצם מתפצל לשני גלים המתאבכים זה עם זה ועל כן רואים תמונת התאבכות באקרן המטרה, שאלתי מה התמונה שהיינו מצפים לראות אם במצב של חריץ אחד פתוח יעבור דרכו גל. האם לא אמורים לראות כל פגיעה, או שמא תראה פגיעה רוחבית או רק של ראש הגל. אני מנסה להבין האם נצפה להבדל בתצוגה בין גל כזה ובין פגיעה נקודתית של חלקיק, שכן אם אין הבדל אזי אני מבין למה מניחים שהאלקטרון הנו גל אבל לא מבין מה סותר את זה שהוא גל(אלא חלקיק).
    לגבי מה שרשמת על כך שאלקטרון בודד הנורה במצב שני חריצים פתוחים יראה פגיעה נקודתית, אציין כי במקורות אחרים שקראתי נאמר כי גם יריה של אלקטרון בודד במצב של שני חריצים פתוחים אמורה להביא לתמונת התאבכות, אך קשה מאוד לראות אותה ולכן יורים הרבה כדי להצליח לראות אפקט ברור.
    בתודה מראש,
    דרור

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאנה גריבנין

    תשובה

    מתנצלת דרור כנראה שלא הבנתי נכון קודם לכן את שאלתך.
    במקרה של חריץ אחד: כאשר גל פוגע בחריץ הוא יכול להתאבך עם עצמו - תופעה הנקראת "עקיפה של חריץ בודד". על מנת שזה יקרה רוחב החריץ צריך להיות מאותו סדר גודל או קטן יותר מאשר אורך הגל של הגל הפוגע. במקרה של עקיפה, אנחנו נראה כתם מרכזי אל מול הפתח של החריץ ועוד מספר כתמים בצדדים בעוצמה חלשה יותר. לעומת זאת, במקרה של חלקיק אנחנו נראה כתם יחיד בהיר מול הפתח של הסדק.
    הבעיה בלראות עקיפה של אלקטרון מסדק בודד הוא הגודל של הסדק עצמו: כדי לראות עקיפה צריך שרוחב הסדק יהיה קטן מאורך הגל. עבור אלקטרונים, אורך הגל הוא בדרך כלל ננומטרים (מיליארדית המטר) וקשה טכנית לייצר חריץ כה צר.
    אם רוחב הסדק הוא גדול בהרבה מאורך הגל, נראה את אותה התמונה כמו במקרה של פגיעת חלקיק.

  • דרור

    ניסוי שני החריצים

    שוב תודה אנה על הטרחה והמענה.
    אני מבין שיש כאן כנראה משהו שהוא כל כך ברור וטריוויאלי בשבילך או שאני לא מצליח להבין משהו כל כך פשוט, שאני לא מצליח להבהיר אפילו את שאלתי בצורה טובה. אני אנסה בכל זאת בפעם האחרונה ואם לא ילך אני בכל מקרה מודה לך מאוד (באמת) על הטרחה. מה ששאלתי בשתי שאלותי הקודמות הוא כך: אני מבין שהאלקטרון הוא לפחות גל. את זה אני מבין כי רואים את תופעת התאבכות. אבל מאחר שלהבנתי תופעת ההתאבכות קורית כאשר שני גלים מתאבכים זה עם זה, כמו למשל כאשר שני חריצים פתוחים ואלקטרון אחד מתפצל לשני גלים המתאבכים זה עם זה, אני שואל מה יקרה אם גל יעבור דרך חריץ בודד ורחב מספיק(זה מצויין שלא תהייה תופעת עקיפה) ככה שנהייה בטוחים שלא היה לו עם מה להתאבך. האם כתם האור הזה נטול ההתאבכות שאנחנו רואים לא יכול להיות פשוט גל שלא התאבך עם כלום. ואם זה המצב אז אני שואל מה מוכיח שהאלקטרון הוא גם חלקיק? שהרי גם גל שלא התאבך יראה פגיעה נקודתית. ואם התשובה הנה שגל שלא התאבך לא יראה פגיעה נקודתית (ולכן אנחנו מניחים שהוא גם חלקיק)אזי שאלתי היא מה כן היינו מצפים לראות מגל כזה - שום פגיעה באקרן?
    ושוב תודה רבה.

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאנה גריבנין

    סדק יחיד

    אני מקווה שהפעם הבנתי את שאלתך אבל גם אם לא עניתי על הכל - תשאל שוב בבקשה! בשביל זה הפורום הזה קיים!
    כאשר גל עובר בסדק רחב לא תתבצע עקיפה. מה שנראה אז זה כתם יחיד מול הסדק שגודלו תלוי בגודל הסדק. זאת אומרת - הגל יעבור בסדק ותבנית ההתאבכות שלו תתמצע כך שלא נראה התאבכות אלא כתם יחיד. אם הסדק רחב יותר גם הכתם שעל המסך יהיה רחב יותר. לעומת זאת עבור חלקיק- גודל הכתם שעל המסך ייקבע ע"י גודל החלקיק או גודל כל פיקסל שעל המסך אבל זה לא יהיה תלוי בגודל הסדק.

  • דרור

    דואליות גל-חלקיק

    תודה אנה. אז אם אני מבין נכון את מה שאמרת, במצב של חריץ אחד פתוח התוצאה המתקבלת הנה כפי שתארת שהיינו מצפים מחלקיק, קרי לא תלויה ברוחב הסדק(ובהנחה שהוא מספיק רחב כדי למנוע עקיפה) וככה בא לידי ביטוי הפן החלקיקי של האלקטרון?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאנה גריבנין

    בדיוק

    אכן כך, הכתם שרואים על המסך יהיה כגודל הפיקסל שבו פגע האלקטרון וזה לא יהיה תלוי ברוחב הסדק.

  • דרור

    שאלה

    שלום ירון,
    קראתי את תשובותייך באתר מכון ויצמן, בנושא ניסוי שני החריצים.
    אודה על תשובה לשאלה פשוטה בנושא - איך אמורה להראות פגיעה של גל באקרן המטרה, האם זה לא יראה ממש כמו פגיעת חלקיק שכן רואים את הפגיעה של שיא הגל? אם התשובה הנה חיובית והסיבה שרואים תמונת התאבכות הנה בשל העובדה שהחלקיק בעצם "מתפצל" ע"י שני החריצים לשני גלים נפרדים המתאבכים זה עם זה (כפי שרואים עם ניסוי המים) אזי אינני מבין למה חושבים שהאלקטרון הנו גם חלקיק, שכן, נראה שהוא גל לפי תמונת ההתאבכות, אבל מה מראה שהוא חלקיק אם גל העובר דרך חריץ אחד יראה פגיעה בנקודת השיא בלבד ממש כמו כחלקיק?
    ושאלה נוספת ברשותך - למה הכוונה ב"גל הסתברותי"? האם לא מדובר על גל פיזי ממש אלא רק על תיאור ההסתברות להמצאות חלקיק?

    בכבוד רב,

    דרור

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאנה גריבנין

    חלקיקים וגלים

    שלום דרור,
    אם נשלח אלקטרון בודד לעבר שני חריצים - אנחנו נראה על המסך נקודה בודדת, במיקום שבו פגע האלקטרון. זה מדגים את העובדה שהאלקטרון הוא חלקיק - כיוון שהיה לו מיקום נקודתי בעת פגיעתו במסך. עם זאת, האלקטרון הוא גם גל, משום שמיקום הפגיעה שלו הוא הסתברותי - בדיוק כמו שכתבת בשאלתך השנייה, האלקטרון מתואר ע"י גל הסתברותי ז"א המיקום של האלקטרון הוא הסתברותי.
    האלקטרונים הם חלקיקים שהמיקום שלהם ניתן לתיאור ע"י פונקציית גל - שהיא פונקציה הסתברותית. לכן אלקטרון בודד יפגע בנקודה מוגדרת על המסך (ולא תיווצר תבנית התאבכות) אך אם נשלח המון אלקטרונים, בגלל שלכל אחד מהם יש הסתברות מסויימת לעבור דרך הסדק הראשון או השני תיווצר על מסך תמונת התאבכות.

  • קובי

    בקשר לניסוי 2 חריצים

    השאלה שלי כזאת: אם היינו משאירים את הגלאי דלוק אבל איכשהו לא היינו אוספים את המידע. כלומר משבשים את פעולת הגלאי רק בזה שבפועל לא ניתן לאסוף את המידע אבל מבחינה פיסיקלית ניתן לו לעשות את אותה הפעולה האם פונקצית הגל תקרוס ?
    כלומר אני בעצם שואל האם המידע שבידינו או שמעשית היה יכול להיות בידינו הוא זה שגורם לתופעה או שהאינטרקציה של פעולת הגלאי עם האלקטרון היא הגורם?

  • ירון גרוס

    גלאי ומדידות

    אם הגלאי דלוק, כלומר מבצע את המדידה שאתה הית מבצע איתו בדרך כלל, אולם אתה פשוט לא מסתכל על המידע (נגיד אוגר אותו במחשב ואז מוחק אותו או לא מסתכל עליו או כל דבר דומה), הוא עדין ישפיע על המדידה באותו האופן, כלומר יביא לקריסה של פונקציית הגל.

    מהבחינה הזו יש אנשים שמנסחים זאת כך ואומרים שמספיק שהגלאי מאפשר לך לדעת איפה החלקיק עבר כדי לגרום לקריסת פונקציית הגל אין צורך שתדע זאת באמת.
    ישנה הסתכלות אחרת, שוות ערך שאומרת שאכן זו האינטקרציה של האלקטרון עם הגלאי, כלומר שהאלקטרון חש בנוכחות הגלאי ולכן פונקצית הגל קורסת.

    למעשה במכון וייצמן בוצעו ניסויים דומים, שהדגימו כי ניתן להרוס התאבכות של אלקטרונים בניסוי דומה לניסוי שני הצדקים על ידי הכנסה של גוף אשר יכול לשמש כגלאי, אולם מבלי למדוד לעולם את המידע שהוא יכול לספק.

  • יובל

    עוד שאלות נוספות

    היי ירון
    ממה שהצלחתי להבין עד כה, נובע מצב מעניין שאשתמש בו לשאלותי הבאות
    המצב הוא כזה: אם, בניסוי שני החריצים, אחזור על הניסוי, אך במקום המסך הרחב (עליו נרשמה תמונת ההתאבכות) אציב מסך דק מאוד (נניח כעשירית מהרוחב המקורי) ואמקם אותו באחד הקצוות של המסך הקודם - מספר הפגיעות שירשמו עליו יהיה שווה למספר הפגיעות שנרשמו על מסך ההתאבכות הרחב המקורי! (האם זה אכן כך?)

    אם זה כך, אני רוצה לשאול לגבי הסברך שאי אפשר לומר שיש לאלקטרון תצורה חלקיקית או תצורה גלית:
    1 - אם נערוך ניסוי ובו אין חיץ (ואין כמובן חריצים , אלא מרחב פתוח) בין הרובה היורה אלקטרונים לבין המסך הרחב ונכוון למרכז המסך - נקבל רישומי פגיעות במרכזו.
    אבל - אם נחליף את המסך הרחב באותו מסך צר שיוצב באחד מצדדיו ונירה את האלקטרון למרכז המשוער של המסך הרחב (שהוסר) - אני מניח שלא נראה פגיעות כלשהן
    כלומר: האלקטרון "החלקיקי" שירינו לא יפגוש בדרכו במסך ויחלוף על פני רצועת המסך הצרה (מכיוון שלא כוון אליה) מבלי להותיר בה רישום

    2 אם זה אמנם כך - אז כדאי לבדוק אולי שעצם קיומם של החריצים משנה את אופי רישומי הפגיעות מחלקיקי לגלי

    3 ואז מתבקש הניסוי של יריית האלקטרון דרך חריץ אחד בלבד ולא שניים. אם נציב מסך רחב מאחורי החריץ הבודד כמו בניסוי המקורי - נראה מן הסתם פגיעות במרכזו
    אבל אם נציב את רצועת המסך הצרה באחד מצדדיו (לא ממול לחריץ) ונראה את אותו מספר פגיעות - או אז נוכל להסיק שהחריץ עצמו שינה את אופי הפגיעות מ"חלקיקי" (בניסוי ללא החריצים ) לגלי
    מה אתה אומר?

  • ירון גרוס

    גלים חלקיקים וחריצים

    הי יובל
    דבר ראשון לגבי המסך הקטן. למעשה מסך זה יראה לך בדיוק מה שראית על המסך הגדול רק בבזירה המאוד מצומצמת שלו (כ יהוא קטן יותר). אתה יכול לדמיין שהמסך הגדול פשוט מורכב מעשרה מסכים קטנים כאלה, וכל פעם אתה בוחר להסתכל על חלק אחד מהם.

    לגבי הניסויים שהצעת. החריצים מאפשרים לראות את האופן הגלי של האלקטרון, מאחר ובלעדיהם לגל ולחלקיק יש אותן תכונות. ניתן לתאר באמצעות גלים אלקטרון הנורה מאוד בדומה לחלקיק - כלומר מאין קרן מרוכזת היוצאת מהמקור לעבר המסך. לעומת זאת כאשר מוסיפים את החריצים אז התמונה מאוד משתנה.

    ספציפית לגבי המקרים שהעלית אז:
    1. אכן עם מסך קטן בצד לא תראה כל פגיעה במצב שכזה. אולם כפי שציינתי לעיל, הדבר יהיה נכון גם אם האלקטרון הוא חלקיק, וגם אם הוא גל (בהנחה שהמקור יורה את האלקטרונים בכיוון מאוד מוגדר)

    3. במקרה של חריץ אחד בלבד, גם במקרה של גל וגם במקרה של חלקיקים בצדדים המאוד רחוקים של המסך כנראה לא תראה דבר. חריץ בודד אכן יתן תופעה שונה עבור גל ועבור חלקיקים מאחר וגלים מבצעים תופעה הנקראת עקיפה של חריץ בודד. בעוד שעבור חלקיקים חריץ בודד יתן רק כתם בדיוק מול החריץ, במקרה של גל, הכתם המרכזי אכן יהיה בדיוק מוך החריץ, אולם יהיו כתמים חלשים בהרבה גם מעט בצידיו.

    עם זאת שוב לא ניתן להגיד כי החריצים יוצרים את האופי הגלי של האלקטרון, אלא הם למעשה חושפים אותו. כמובן שהחריצים הינה דוגמה אחת, מכניקת הקוונטים רבויה במקרים רבים בהם יש להתייחס אל אלקטרון (או כל חלקיק אחר) כגל על מנת לחשב כראוי כיצד הוא מתנהג בתנאים שונים

  • יובל

    עוד שאלות נוספות

    הבהרה לגבי חריץ בודד
    בתשובתך הפרדת בין התופעה השונה עבור גל ועבור חלקיק
    אבל המקור הוא אחיד - ירי אלקטרונים
    אני שאלתי האם החריץ הבודד יגרום (או "יחשוף" כדבריך) את האופי הגלי. אבל אם זה כך - תמיד נראה גם את הכתמים החלשים בנוסף לכתם המרכזי. כלומר - שוב - כלומר תמיד יהיה בעל אופי גלי
    אפשר לבדוק זאת גם לאלקטרון בודד: ע"י הצבת המסך לא ממול לחריץ אלא מעט בצידו. אם יהיה רישום על גביו אז המסקנה שהארוע היה בעל אופי גלי

  • ירון גרוס

    גודל החריץ

    תיאורטית אתה צודק. חריץ בודד יכול לחשוף את האופי הגלי של האלקטרון. הבעיה היא לרוב בעיה ביצירה של המערכת עצמה.
    השימוש בחריץ בודד הוא בעיתי משתי סיבות:
    א) על מנת שתתרחש תופעת עקיפה בחריץ, המפתח של החריץ צריך להיות קטן יותר מאורך הגל. באור זה אומר שהחריץ צריך להיות קטן יותר מכמה מאות ננומטרים (ננומטר - מילארדית המטר). עבור אלקטרונים לעומת זאת, אורך הגל תלוי במערכת עצמה בהם הם נמדדים אולם לרוב הוא קטן בהרבה בסדר גודל של ננו-מטרים בודדים. וטכנית קשה מאוד לייצר חריצים שכאלה
    ב) כאשר עושים שימוש בשני חריצים במקום להסתכל על אזורים שונים על המסך, ניתן להשתמש באפקט אשר נקרא אפקט אהרונוב בוהם, ולהסתכל כל העת על אותה נקודה במסך, אולם על ידי הפעלת שדה מגנטי לגרום לתמונת ההתאבכות לזוז. ככה שעם מסתכלים על אותה נקודה במסך, עבור כל שדה מגנטי רואים עוצמה אחרת, ולמעשה רואים תמונה מחזורית, כי השדה המגנטי רק מזיז את התמונה, כך שאם הינו על הכתם המרכזי ונתחיל להפעיל שדה מגנטי בהתחלה נזוז לאזור החשוך, ואז נזוז אל תוך הכתם השני כך ששוב יהיה אור, ואז שוב לאזור חשוך ואז אל הכתם השלישי וכך הלאה.
    טכנית הדבר מקל מאוד על צפיה בתופעה.

  • יובל

    שאלות נוספות

    היי ירון ותודה על תשובתך
    יש לי עוד מספר שאלות
    1 האם אלקטרון בתצורתו ה"גלית" מותיר סימן או רישום כלשהו על מסך? או שרישום מתרחש רק מפגיעת אלקטרון "חלקיקי"
    2 האם לחריץ יש "עומק" או שהוא שטוח?
    3 האם נוסה מצב שבו המסך "הודבק" לאחורי לוח החריצים או שהוצב מאוד קרוב איליו?

  • ירון גרוס

    תשובות נוספות

    א) זו שאלה שאי אפשר לשאול. האלקטרון הוא גם חלקיק וגם גל ביחד. כאשר אנחנו מודדים אותו, כלומר מציבים את המסך בדרכו. אנו גורמים לפונקציית הגל לקרוס לנקודה אחת, ואז ניתן לראות את הסימן שהאלקטרון השאיר על המסך. אתה יכול לחשוב שאז מדובר ב"חלקיק" ולא גל כי ההוא מרוכז בנקודה אחת במרחב, אבל גם פונקציית גל יכולה לתאר מצב שכזה.
    2) אידיאלית לחריץ אין עומק והוא שטוח. אם יש לו עומק מועט בניסויים מעשיים, הדבר יקטין במעט את האפקט הנצפה, כלומר יחליש אותו אבל לא יהרוס אותו
    3) המרחק של המסך מהחריצים משפיע על תמונת ההתאבכות. ומשנה למעשה את המרחק בין שיאי ההתאבכות (אזורים בהם יש מקסימום הסתברות למצוא אלקטרונים).
    אם המסך יודבק ממש אל שני החריצים, אז כל אלקטרון שיוצא מחריץ א' יפגע ישר במסך מול החריץ ולא תיהיה לו שום אפשרות להגיע אל המסך שמול חריץ ב'. ובאותו אופן כל אלקטרון שיוצא מחריץ ב' יפגע רק במסך שמול חריץ ב'.
    במקרה שכזה, לא תיהיה תמונת התאבכות

  • יובל

    שאלות נוספות

    (לגבי 3)
    אבל אם המסך יודבק (או כמעט יודבק) לאחורי החריצים, ומכיוון שהגל עובר דרך שני החריצים, אז נראה שתי נקודות על המסך, לא? (או שפספסתי כאן משהו...)

  • ירון גרוס

    תשובה

    תלוי אם נשלח הרבה אלקטרונים או אחד. אם נשלח אלקטרון אחד בלבד, אי אפשר לראות שתי נקודות אור על המסך. נראה נקודה מול אחד מהחריצים.
    הגל אכן יעבור דרך שני החריצים. חשוב לזכור הגל הזה מייצג את הסיכוי למצוא אלקטרון במקום מסוים. לכן יהיה 50 אחוז סיכוי למצוא אותו אחרי חריץ א' ור50 אחוז אחרי חריץ ב. אבל המסך עצמו מבצע מדידה, הוא בודק איפה האלקטרון ולכן הוא גורם ל"קריסה" של פונקציית הגל לאחת משתי הנקודות הללו, ונראה רק נקודה אחת.

    כאשר נחזור על הניסוי הרבה פעמים עם הרבה אלקטרונים כל אלקטרון יכול להשאיר נקודה או מול חריץ א' או מול חריץ ב' עם אותו הסיכוי, לכן נראה נקודות אור באותה עוצמה מול חריץ א' ומול חריץ ב'

    דרך אגב אותו הדבר נכון לכאשר המסך רחוק מאוד ויש תבנית התאבכות על המסך. אלקטרון בודד מוביל רק לנקודת אור אחת. הטבע הגלי של האלקטרון אומר לנו מה הסיכוי שהנקודה הזו תיהיה במקום כלשהו על המסך. ולכן כאשר אנו חוזרים על הניסוי עם הרבה מאוד אלקטרונים, אנו רואים את תבנית ההתאבכות

  • יובל

  • ירון גרוס

    מכשיר המדידה

    מכשיר המדידה עצמו, אינו מוסבר בסרטון הזה, מאחר וזהו סרטון המציג את הרעיון, ולא ניסוי ספציפי שבוצע. בכל ניסוי יהיה סוג אחר של מכשיר מדידה, בהתאם לסוג הניסוי.

    אני יכול לתת לך דוגה של ניסיוי שבוצע במכון וייצמן, ובו אלקטרון עבר דרך "שני סדקים" והתקבלה תבנית התאבכות. במקרה הזה הניסוי התבצע באמצעות מוליכים למחצה (כלומר האלקטרונים נעו בתוך המוליך למחצה), ובסמוך לאחד ה"סדקים" היה ערוץ נוסף בו זרם זרם שההתנגדות שלו היתה רגישה מאוד לנוכחות של אלקטרון ב"סדק", אם היה אלקטרון ב"סדק" ההתנגדות עלתה מאוד.
    לכן על ידי מדידת ההתנגדות, יכלו למדוד בעצם דרך איזה סדק עובר האלקטרון וכתוצאה מכך ההתאבכות נעלמה

  • אסף

    אך ניתן לפלוט אלקטרון בודד

    אך אלקטרון אחד גרם לעלייה בהתנגדות במוליך למחצה, זה לא ממש זניח? ואיך ניתן לפלוט אלקטרון בודד כמו שהוראה בסרטון, זה נראה בלתי אפשרי

  • ירון גרוס

    אלקטרון בודד והתאבכות

    לגבי השאלה הראשונה - כמובן שאלקטרון בודד לא גורם לעליה בהתנגדות של כל המוליך למחצה. הדרך שבה עושים זאת, היא על ידי יצירת ערוץ צר מאוד סמוך לאזור בו רוצים לגלות אלקטרונים. בתנאים מסוימים, ההתנגדות של ערוצים אלו, בטמפרטורות נמוכות מקבלת לרוב ערכים קבועים, ביניהם היא יכולה לקפוץ באופן חד מאוד בעקבות שדה חשמלי חיצוני. אם מכוונים את השדה החיצוני בצורה נכונה, בדיוק לנקודה בה עוד תוספת קטנה מאוד של שדה חשמלי תקפיץ את ההתנגדות לערך אחר, אזי כל אלקטרון שעובר בקרבת הערוץ מספק את השדה הזה, ומקפיץ את ההתנגדות. כך למרות שהשדה החשמלי של האלקטרון הבודד קטן מאוד, הוא עדין יכול לגרום לשינוי גדול מאוד בהתנגדות

    לגבי השאלה השניה. כיום כבר קיים מקור אלקטרונים הנקרא מקור אלקטרונים בודד, והוא פולט לרוב אלקטרון כל מילארדית שניה. אולם מיד לאחר כל אלקטרון הוא פולט גם חור, כלומר בממוצע לא יוצא ממנו זרם. בניסוי שדיברתי עליו במכון וייצמן לא נעשה שימוש במקור כזה. למעשה הוזרם זרם, כלומר המקור פלט מספר רב מאוד של אלקטרונים.

    עם זאת האזור בו התבצעה ההתאבכות, היה קטן מספיק, כך שהוא יכול להכיל אלקטרון אחד בו זמנית בלבד. לכן בפועל כל אלקטרון התאבך עם עצמו. בסופו של דבר, גם המדידה היא לא רגישה מספיק כדי ל זהות את האלקטרון הבודד המתאבך, ולמעשה במדידה עצמה נקלטו עשרות אלפי אלקטרונים, והתקבל מיצוע של ההתאבכות של כל אחד מהם.

    חשוב לציין גם בניסוי התיאורטי שמתואר בסרטון. אם פולטים אלקטרון בודד והוא עובר התאבכות, ואז מודדי םהיכן הוא פגע במסך, אי אפשר ללמוד מכך כלום. אלקטרון בודד פוגע בנקודה אחת במסך (מאחר והמסך מודד אותו). מאלקטרון בודד לא תתקבל תבנית התאבכות. צריך למדוד אלקטרונים רבים. מה שחשוב הוא שההתאבכות תתרחש על ידי אלקטרון בודד כל פעם.

    למעשה במדידות במכון וייצמן, הראו גם מה קורה (בהתקן הספציפי שלהם) כאשר שני אלקטרונים יכולים להכנס בו זמנית לאזור בו מתרחשת ההתאבכות ואת ההשפעה של כך על תבנית ההתאבכות (באופן גס מאוד - זה פגע באיכות ההתאבכות, והיה קשה יותר להבחין בה, עקב האינטרקציות בין האלקטרונים)

  • יובל

    אפיון מכשיר המדידה

    מהו אפיונו של מכשיר המדידה? האם הוא גוף קורן (מאיר ) או שהו גוף חשוך / אפל ?

  • ליאור

    פתרון אפשרי ! ........? הנה רעיון צירפתי קובץ תמונה

    מה אם הפוטון מתנהג כגל וכחלקיק בסימולטניות?
    שרטוט מצורף,
    http://up368.siz.co.il/up3/mmyjzmez1nyg.png

  • ירון גרוס

    פוטון חלקיק וגל

    הפתרון שלך דומה מאוד לדרך האמיתית בה אנו מסתכלים על הדברים. האור הינו גם גל וגם חלקיק, ולא הפוטון.
    הפוטון הוא הטבע "החלקיקי" של האור. זה וחלקיק של אור, מנת האנרגיה הקטנה ביותר שלו. מבחינת המחשה של התנועה של פוטון הוא נע בקו ישר (פרט למקרים מיוחדים כמו מעבר בין שני חומרים או מעבר סמוך למאסה עצומה, כמו של כוכב).
    לעומת זאת השדה החשמלי והמגנטי שלu, מתנהגים כגל

  • ליאור

    אם כך אז מה הבעייתיות אם ניסוי 2 הסדקים?

    זה אפשרי ויתכן והוא לא צריך להיות ב2מקומות במקביל

  • ירון גרוס

    בעיה עם ניסוי שני הסדקים?

    אין בעיה כמובן עם ניסוי שני הסדקים. אבל הניסוי הזה חושף את העובדה שהאלקטרון מתנהג כמו גל, וכי הוא מסוגל לבצע התאבכות. לפני מכאניקת הקוונטים היתה טענה כי הוא חלקיק פשוט, וניסוי שכזה מראה שמכניקת הקוונטים צודקת
    אין פה באמת דרישה להיות בשני מקומות בו זמנית, הטענה היא יותר שיש לדעת את כל הדרכים האפשריות של אלקטרון להגיע מנקודה אחת לשניה, על מנת לדעת מה הסיכוי שלו להגיע לשם. וכי יש לחשב את הסיכוי הזה כפי שמחשבים עבור גלים ולא עבור חלקיקים (לדוגמה עבור חלקיקים אם יש שתי דרכים שונות להגיע לאותה נקודה, זה רק יעלה את הסיכוי שהאלקטרון יגיע אליה, לעומת זאת עבור גלים, הוספת דרך נוספת לאותה נקודה, עשויה דווקא להוריד את הסיכוי להגיע לשם, כפי שקורה באזורים החשוכים בתבנית ההתאבכות)

  • אסף

    אחרת לא תהיה התאבכות

    בדוגמא של גל המים-עבור סדק אחד אין התאבכות. ואילו דרך שני סדקים יש, אך מפני שלגל המים יש רוחב (חזית הגל) וזה הגיוני שאותו גל יעבור דרך סדקים שונים ויעבור התאבכות. אך הפוטון הוא קטן (יש לו אפילו גודל מוגדר), ואם הוא עובר דרך סדק אחד אין התאבכות, ודרך שניים כן, משמע שהוא גדל לכדי הגודל של המרווח בין שני הסדקים ולכן יצר התאבכות, ולכן הוא כאילו הופך לגל "כשנוח" לו

  • ירון גרוס

    אורך גל ומרחק בין סדקים

    אתה צודק לגבי המרחק בין החריצים, חיב להיות תנאי מסוים על המרחק הזה על מנת שנראה תבנית התאבכות. התנאי שהוא שהמרחק בין החריצים קטן מאורך הגל.
    עבור גלי ים, אורך הגל ארוך מאוד, ולכן תוכל לראות התאבכות גם דרך שובר גלים שבהם המרחק בין החריצים עצום.
    אבל גם עבור פוטונים/אלקטרונים נדרש אותו התנאי בדיוק. זהו תנאי בסיס של תופעה גלית. הקביעה כי הפוטון קטן, והוא גדל כדי לעבור דרך שני הסדקים אינה נכונה. בפועל, על הסדקים להיות קרובים זה לזה מספיק, כלומר פחות מאורך הגל של הפוטון על מנת שתתרחש התאבכות.

  • טל

    העין כחיישן

    האם כשאנחנו מסתכלים על המערכת בזמן הניסוי, זאת של יריית האלקטרונים דרך שני חריצים, אנחנו לא בעצם מתפקדים כחיישן? אני מדבר על השלב שבו יורים אלקטרונים דרך שני חריצים ונוכחים לראות תוצאות של סריג עקיפה, ועדיין לא מכניסים למערכת את החיישן הרגיש לאלקטרונים (שאנו יודעים שהוא משנה את תוצאות הניסוי). האין העין האנושית שלנו מתפקדת כחיישן, כך שגם היא אמורה לשנות את תוצאות הניסוי?

  • ירון גרוס

    העין כחישן

    כמובן שהעין שלנו משמשת כחישן, אולם צריך להבין מה היא רואה
    העין אינה מסוגלת להבחין בחריץ דכו עובר האלקטרון. לכן היא אינה מספקת מידע על החריץ דרכו האלקטרון עבר, ולכן אינה משנה את תוצאות הניסוי. כל מה שהעין מסוגלת לראות היא את התמונה המתקבלת על גבי המסך.
    המדידה מתבצעת על גבי המסך עצמו בלבד. והעין רואה את תוצאת מדידה זו. ולכן רואה תבנית התאבכות.

  • נדב שמואלי

    מה יקרה אם...

    נקליט את המדדים ואת התוצאות ונריץ את הניסוי מאה פעמים אבל לא נסתכל על אף אחת המקלטות לפני שנשמיד חצי מקלטות המדדים.
    רק אז נסתכל על הקלטות של המדדים ולאחר מכן את התוצאות, את כולם כולל אלה שקלטות המדדים שלהם הושמדו. איך יראו התוצאות?

  • ירון גרוס

    מדידות והתאבכות

    אני מקווה שהבנתי אותך נכון. אתה מתכוון שנבצע תמיד מדידה שתגלה מאיזה חריץ עבר האלקטרון אולם לא נסתכל עליה. ולבסוף בחלק מהמקרים נשמיד את ההקלטה של המדידה הזו ובחלק לא?

    בין אם תשמיד אותה או תסתכל עליה התוצאה זהה. בעת ביצוע המדידה היא גורמת לקריסת פונקציית הגל של האלקטרון ותבנית ההתאבכות נעלמת.
    אם אתה רוצה לחשוב על זה במונחי ידע שרכשת, מה משנה הוא שביצעת מדידה שאיפשרה לך להשיג את המידע באיזה חריץ נע האלקטרון, מה עשית עם המידע הזה לא משנה את התוצאה. ברגע שהמדידה בוצעה ויכולת עקרונית לדעת מאיזה חריץ עבר האלקטרון, תמונת ההתאבכות נעלמה

  • בנצי כהן

    שני הסרטונים שלעיל.

    שלום.

    אינני מצליח להגיע לשני הסרטונים אליהם הדף מנסה לקשר. האפשר קישורים יותר ספציפיים ? ניסיון לקשר מוביל לחלון כללי מדי.

    הערה:
    'דואליות' בעברית היא 'שניות'. ל'דו-ערכיות' יש משמעות קצת אחרת.

    תודה,
    בנצי כהן.

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןארז גרטי

    תשובה

    נסה ללחוץ על הנגן. אם זה עדיין לא עובד, יתכן שתתצטרך לעדכן את נגן הפלאש אצלך בדפדפן. בכל מקרה כל הסרטונים מופיעים גם אצלנו בערוץ היוטיוב, אם כי ללא ההסברים.
    בהצלחה
    ארז

  • אלון

    סוף סוף - ארז ירון שאלות

    חיפשתי את זה סוף סוף
    לי הכל ניראה הגיוני מאוד חוץ מהסוף של הניסוי.
    הניסוי פשוט נעצר חסר המון חומר.

    מה שסוף הסרט הוכיח (אולי) שע"י שימוש בקלטן
    יצרנו תעלה. (צינור) ובגלל זה לא היה התנגשות.

    אני יתחיל לפרט אולי גם תוכלו לבדוק אצלכם חלק מהדברים.

    1. מה התוצעות בשלושה חריצים?
    2. מה התוצעות בשלושה חריצים פלוס מחיצה באחד ובשני ובצדדים.
    3. מהו החומר שאתם משתמשים (זה שיש בו תחריצים)
    4. למה לא מדדתם עם מצלמה מהירה מלמאלה?
    5. יצירת תעלה (מחיצה עגולה קצת) לשני החרצים שבסופה במרכז שלה היה קלטן אחד.
    6. מה היה בואקום מלא.
    7. וכמובן שימוש בקלטן לא פעיל (כלומר הפרעה)

    חסר פה אמון חומר, יש לי עוד כאלה.

    אני לא חושב שזה בדיוק כמו גל של מים
    למרות שזה נורא דומה.
    יש הבדל קטן ואני יסביר אחר כך.
    קודם תענו לי.

  • עידו קמינסקי

    ניסוי שני הסדקים - הבהרות

    אני לא בטוח שהבנתי את כל הנקודות שהעלאת, אבל אני אשתדל לענות תשובה ברורה ואתה מוזמן להמשיך ולהגיב כאן

    תחילה לגבי הניסוי שתואר בסרט. הסרט לא הוכיח שהשימוש ב"צופה" כלשהו (אני מניח שלכך התכוונת בקלטן) יצר תעלה. העקרון של הניסוי הוא כזה שתמיד שני הסדקים פתוחים לחלוטין. כאשר לא מנסים לבדוק הםא אלקטרון עבר דרך אחד מהסדקים, כלומר ללא צופה, מתקבלת על המסך מאחריו תופעת התאבכות. כאשר מנסים לבדוק זאת התופעה נהרסת

    השאלות לגבי תפקידו של סדק שלישי הן מענינות מאוד. שיאי העוצמה שאנו רואים על המסך, הינן נקודות בהן מתקיים תנאי מתמטי כלשהו (בצורה הפשוטה ביותר מדובר בנקודות הממוקמות כך ש הפרש המרחק שלהם משני הסדקים הינו כפולה שלמה של אורך הגל של האלקטרון). אם נוסיף סדק שלישי אזי תופעת ההתאבכות תיהיה כזו שנקודות שיאי העוצמה יאלצו לענות על דרישה מתמטית זו ביחס לשלושת הסדקים. אין סיבה לעצור בשלושה סדקים אפשר להוסיף עוד ועוד. למעשה סריג שכזה העשוי ממספר רב מאוד של סדקים צפופים הינו רכיב אופטי ידוע (במקרה של אופטיקה השימוש הוא עבור גלי אור, לא אלקטרונים) והוא מכונה סריג עקיפה.

    אם נשים צופה אשר יבחן את אח מהסדקים בלבד (לדוגמה סדק א') תיהיה משמעות חשובה לעובדה שיש יותר משני סדקים כבר. כאשר היו שני סדקים צופה אחד אמר לנו בדיוק היכן האלקטרון עבר. כי אם הצופה זיהה את האלקטרון, ידענו שהאלקטרון עבר דרך סדק א', אולם גם אם הצופה לא זיהה את האלקטרון ידענו בוודאות דרך איזה סדק עבר האלקטרון, סדק ב', שכן זו האופציה היחידה. במקרה של שלושה סדקים אם הצופה יזהה את האלקטרון נדע כ הוא עבר דרך סדק א' אם הצופה לא יזהה את האלקטרוןלא נדע האם הוא עבר בין סדק ב' לג'. לכן נקבל במקרה שכזה תוצר ביניים. מצד אחד סדק א' יפסיק לקחת חלק בתופעת ההתאבכות. אלקטרונים שיעברו דרכו יזוהו, ולכן ייצרו על המסך תבנית רגיל של אלקטרון העובר דרך סדק בודד. מצד שני אלקטרונים שלא עברו דרכו יעברו דרך שני הסדקים האחירם ויצרו תבנית התאבכות של שני סדקים בלבד. התוצאה תיהיה מין שילוב של שתי התופעות אבל אם יש לנו את המידע שהצופה אסף נוכל להסתכל רק על מאורעות בהם הוא זיהה את האלקטרון בסדק א', ולראות את התבנית של סדק בודד או רק על המאורעות בהם הוא לא זיהה את האלקטרון, ולראות את תבנית ההתאבכות ביחס לסדק ב' וג'

    לגבני הניסוי שנערך במכון וייצמן. הניסוי נערך בתנאים שונים מאוד מאלו שמתאורים בכתבה. למעשה הואנ ערך בתוך חומר (מוליך למחצה) נקי במיוחד בו האלקטרונים מתנהגים כמעט כמו חלקיקים חופשיים. אינני מעוניין להכנס פה לפרטי הניסוי הבאתי אותו כדי להדגים כי צופה לא חיב לגלות ביעילות מושלמת האם האלקטרון עבר דרך סדק אחד או משנהו על מנת להשפיע על התופעה וכי ניתן לשנות את יעילות הצופה בואפן רציף מאפס למאה אחוז ולהשפיע כך על תופעת ההתאבכות

    לא הבנתי חלק מהמושגים שהשתמשת בהם כמו קלטן או תעלה. אם הדבר נחוץ לך לשם הבנה אתה מוזמנן לנסות להסבירם.

    אשמח לשמוע את דעתך במה הדבר שונה מגל מים

    ירון גרוס

  • אלון

    תודה המשך

    תחילה לגבי הניסוי שתואר בסרט. הסרט לא הוכיח שהשימוש ב"צופה" כלשהו (אני מניח שלכך התכוונת בקלטן) יצר תעלה. העקרון של הניסוי הוא כזה שתמיד שני הסדקים פתוחים לחלוטין. כאשר לא מנסים לבדוק הםא אלקטרון עבר דרך אחד מהסדקים, כלומר ללא צופה, מתקבלת על המסך מאחריו תופעת התאבכות. כאשר מנסים לבדוק זאת התופעה נהרסת.

    נכון: אבל צריך לבדוק את זה עם - הקלטן -
    כן, יוצר תעלה (צינור). אני יסביר מהמשך למה אני חושב שהוא יוצר צינור (ולא תעלה וגם לא צינור רגיל.

    השאלות לגבי תפקידו של סדק שלישי ....
    יש לך תתוצעות של ניסוי כזה?
    אני מנחש ש:
    אם ניוצר "צופה" (צינור להגדרתי) התוצעה אמורה להיות שונה כי האלקטרונים שיכנסו לצינור לא יצאו ממנו.

    קלטן או תעלה:
    קלטן אני מנחש שיוצר צינור לא תעלה אפשר לדור לצינור אבל ברגע שאתה בפנים אתה זורם ישר.

    אני ינסה להסביר למה זה שונה ממים:
    נתחיל מה זה מים.
    מים זה מים + אויר + "כלום".
    כדי ליצור "מים מוצקים"
    אנחנו ניכח גולה קטנה נצפה אותה בספוג קשה
    ומחלל (ברוחים) היה ספוג רך יותר.
    ושהיה הרבה שכבות 1 על השני.
    ולכן שאנחנו יוצרים גל הגל חוזר אחורה ונחלש

    "כלום" מתנהג שונה הוא לא מעבד את האנגיה שלו והוא - נעצר - שהוא נפגש עם "כלום" שיש לו אנרגיה שווה.

    עם נחשוב על הניסוי של גל המים והצופה
    הצופה יוצר קיר של קרח שניתן לחדור עליו אבל קשה נורא לצאת ממנו.
    הקיר לא דק כמו ניר אלה עבה מאוד שבצדו החצוני הוא רך יותר. כמו רשת עם חורים קטנים מצופה ברשת עם חורים גדולים יותר שמצופה ברשת עם חורים גדולים יותר ויות ויותר... זה בעצם דומה למבנה החדש של ה"כלום" ש"הצופה" יצר.

    עם נשלח המון (מילירדים של) אלקטרונים או פוטנים באותו זמן בדיוק
    חלק יצאו החוצה ולא ינועו בצינור רק ליד ו ליד ו ליד.

    מאוד קשה להסביר את זה
    אבל הרעיון שרק ע"י צפיה המצב משתנה הוא רעיון דימיוני קצת ולא הגיוני... לכן צריך לעשות עוד ניסוים.

    ניתן ליצור לא יודע איך אבל זה אפשרי ליצור צופה הפוך כלומר אחד שמבטל את הצינור של הצופה הראשון.

    אפשר לעשות ת'ניסוי של המים ולהשתמש בצינור של הרשת ולבדוק ת'תוצעות.
    למרות שהיה שוני בתוצעות

    הדרך הטובה ביותר זה מצלמה מלמלה שלא מפריעה בניסוי אבל אני לא יודע עם יש תכנולגיה לזה היום...

    "אשמח לשמוע את דעתך במה הדבר שונה מגל מים"
    אני ינסה להסביר את זה שוב עם תמונות ויותר מדיוק למה שאני חושב (רואה) זה לא פשוט.

  • עידו קמינסקי

    תשובה חלקית

    שלום אלון

    למרות שאינני פיסיקאי, אני חושב שיש לי תשובה לבעייתיות שאתה מציג. הטענות שאתה מעלה מציגות חשיבה ניוטונית קלאסית בה חלקיק מתנהג כמו כדור מאוד קטן, אולם בעולם התת אטומי החוקים קצת שונים. בפיסיקה הקוונטית קיים עקרון בסיסי שנקרא עקרון האי וודאות. עיקרון זה טוען כי לא ניתן לקבוע במקביל עקרונות מדוייקים כמו מהירות ומיקום של חלקיק אלמנטרי כמו אלקטרון וכל זאת ללא קשר למידת הקידמה הטכנולוגית. הסיבה לכך היא שעצם המדידה משנה את מיקומו או מהירותו של החלקיק. אם נשים קולטן רגיש מאוד, על מנת שהקולטן יוכל למדוד מיקום או מהירות עליו להשתמש באות כלשהו (אור, קול וכו') עצם השימוש באות הזה גורם לשינוי מקומו/מהירותו של החלקיק (פגיעת חלקיק האות - אלקטרון/פוטון וכו'), כך שניתן למדוד רק אחד מהפרמטרים הללו בכל רגע נתון. על פי תורת הקוונטים כל חלקיק נמצא בכל רגע נתון ב"סופרפוזיציה" כלומר בכמה מקומות בו זמנית, כאשר יש לו הסתברות שונה להיות בכל מקום. אמנם זה נשמע קצת לא הגיוני, אך עקרון זה בדיוק מאפשר תופעות פיסקליות רבות כמו איחוי גרעיני המתרחש בשמש ועוד. מדידה של מיקום החלקיק גורמת לתופעה שנקראת "קריסת פונקצית הגל" ולמעשה מקבעת את מיקומו מסופרפוזיציה למיקום יחיד. על מנת להבין יותר לעומק את הנושא אתה מוזמן לצפות בכתבות והסרטונים בנושא מכניקת הקוונטים אצלנו באתר: נושא חודש יולי 2010 – מכניקת הקוונטים – לא רק לפיסיקאים

    מקווה שעזרתי

    ארז

  • אלון

    אבל זה כן נישמע הגיוני

    הטענה שלי היה שהקולטן יוצר צינור
    ולכן כיבלנו תתוצעה.

    הטענה שלי ש"הכלום" מסביבנו זה חומר
    וברגע שאנחנו מפעלים תקולטן אנחנו יוצרים צינור
    הצינור הוא צינור גמיש לא צינור רגיל

    וזה הבעיה עם "הצופה" הוא מפריע לניסוי.

    עם תחשוב על זה זה מזכיר שני דברים בצמחים
    1. הקליטה של המים. 2. הקליטה של האור.

    נניח שאתה יורה פוטן (ונניח שפוטן נע - אני יסביר אחר כך)

    ברגע שהוא פוגע בחומר הוא מתפצל השאיפה שלו להמשיך לאותו כיון אבל מה לעשות חלק חוזר אחורה חלק נבלע וחלק הולך לצדדים
    וחלק נפגש עם חלק ונהפך לאחד.

    זה מה שאני מבין.

    עכשיו אני יסביר למה אני חושב - שיכל להיות - שפוטן לא נע בכלל.

    כך גולות ומלא את השולחן שלך בהם עם הרבה שמן.
    עכשיו כך גולה אחד ותיפגע בגולות האנרגיה של הגולה שלך תעבור לגולות האחרות.
    נניח שכל גולה שניפגעת נדלקת

    עם תיסתכל מרחוק על הגולות הנידלקות והניחבאות זה נירה כאילו הגולה הראשונה נעה.
    למרות שהיא לא נעה בכלל (טוב קצת אבל זה בגלל הגולות)

    שאתה חושב על זה בצורה כזו מה לא נישמע הגיוני
    בניסוי?

    אינ יקרא את נושא חודש יולי 2010 – מכניקת הקוונטים – לא רק לפיסיקאים

    ואני יחזור

  • עידו קמינסקי

    אתר, אור, וצופים קוונטים

    הרעיון שלך לגבי הפוטונים שאינם זזים אלא שאור הוא הפרעה שמתפתחת בחומר כלשהו שאנחנו נמצאים בתוכו, הוא רעיון שהיה ידוע בעבר התור האתר (ועל כן גלי רדיו מכונים גלי אתר). תיאורית האתר טענה כי היקום כולו מלא בחומר בלתי נראה לנו המכונה אתר, וגלי האור הם פשוט גלים המתקדמים בחומר זה (בדיוק כמו הגולות והשמן בתמונה שאתה ציירת).

    רעיון זה נשמע הגיוני אולם הוא הופרך אם האור הוא גל המתקדם בתוך חומר כלשהו (אתר, שמן קרא לו כיצד שתרצה), ואנחנו נעים בתוך אותו החומר, אז לנו יש מהירות ביחס לחומר ולאור יש מהירות ביחס לחומר ולכן המהירות של האור ביחס אלינו לא תיהיה קבועה, אם אנחנו נזוז בחומר לאותו הכיוון כמו האור אנחנו "נברח" מהאור והוא יראה לנו איטי יותר ואם נתקדם לעבר האור הוא יראה לנו מהיר יותר. זה עומד בסתירה לניסויים שבוצעו, ולתורת היחסות שגובשה לאחר קיומם של ניסויים אלו.

    לגבי יצירת הצינור על ידי הפעלת הצופה, איך שאני מבין את זה אתה מתכוון שהדבר גורם לאלקטרון לנוע אל הצופה? אבל זה אינו המצב כל הרעיון הוא שהצופה אינו מפריע לתנועה של האלקטרון לכיוון המסך. הוא רק מציין האם האלקטרון עבר בחור שהוא מסתכל עליו. אתה צודק שהצופה משנה את תוצאות הניסוי, זהו בדיוק העקרון המענין שמדוגם במכאניקת הקוונטים שהצפיה בתהליך משנה אותו תמיד.

    ירון גרוס

  • אלון

    הבנתי קצת

    טוב זה התחלה אני נימצא . עם אריסטו נמשיך ונגיע לזה בסוף.

    http://he.wikipedia.org/wiki/%D7%90%D7%AA%D7%A8_(%D7%A4%D7%99%D7%96%D7%99%D7%A7%D7%94)

    יש לי עוד רעיונות אבל הם נמחקו לי כי ניסיתי להבין תסרטים.

    אני יחזור עם רעיונות חדשים...

  • אלון

    שאלת המשך

    נניח אני בועט בכדור רגל (אלקטרון וגם פוטון) לקיר בלי חרצים ועם חרצים מה קורה בדיוק.

    הוא יופיע בשתי מקומות שונים במקביל (באותו זמן בדיוק) ביחס למרחק..?

    אפשר לראות תתנועה שלו הוא שהוא מופיע "משום מקום"?

    ויש מצב שהוא נבלע בחומר שהוא פוגע בו ונעלם?

  • עידו קמינסקי

    המשך - היכן החלקיק עבר

    הבה ונניח שהקיר עשוי מחומר שלא יאפשר מעבר של הפוטון. אם אין חריצים בקיר הפווטון יבלע בקיר ואם תשים מסך מאחורי הקיר לא תראה כלום. אם יש שני חריצים תראה מאחורי הקיר את תמונת ההתאבכות שדיברנו עליה קודם לכן.

    כמובן שניתן לראות את הפוטון בכל שלב בדרך אולם צפיה בפוטון/אלקטרון לאורך הדרך אולם אם תעשה זאת, כפי שאמרנו קודם לכן אתה תפריע לניסוי. כל צפיה בפוטון/אלקטרון תביא לקריסת פונקציית הגל לנקודה ההיא (כלומר אם ראית אותו בנקודה אז הוא בהכרח יהיה שם ולא במסלול אחר) ולכן תמונת ההתאבכות תעלם. זה שקול ללשים צופה באחד מהסדקים.

    זו המשמעות האמיתית. הפוטון/אלקטרון אינו נעלם ומופיע במקום כלשהו. הוא מגיע ממקום א' למקום ב' בכל הדריכם האפשריות כל עוד לא בדקת מהי הדרך בה הוא עבר. אם אתה בודק זאת ואתה יודע היכן הוא עבר הוא עובר רק בדרך אחת מנקודה א' לב' ולכן התמונה שנראית על המסך משתנית ונראית תמונה פשוטה

  • אלון

    התחלה של תאוריה חדשה

    קודם שאלה
    אני מנחש שהניסוי נוסה בחלל.

    אבל מה קורה במצב של ביטול כוח המשכיה
    של כדור הארץ, הירח,שמש... וביטול כל ההפרעות החיצוניות חשמל מגנטיות וכולי...

    ומה שממש מפתיעה אותי בניסוי זה לא התוצעה
    זה שהתוצעה היא של פוטון ואלקטרון.
    כלומר למה זה פוטון עובד כמו אלקטרון.
    הקשר היחיד שאני יכל לחשוב עליו זה האטום.

    האם ניתן לעשות את הניסוי הזה ללא שימוש
    של אטומים?

    "הפווטון יבלע בקיר ואם תשים מסך מאחורי הקיר לא תראה כלום." הכונה שהפוטון נבלע בתוך אטום מסוים? ועם כן למה אטום זה ולא אחר?

  • עידו קמינסקי

    תשובה 2

    לגבי החלק הראשון - אין צורך לבצע את הניסוי בחלל. ההשפעה של כח הכבידה על אלקטרונים הינה זניחה.

    חשוב לשמור על סביבה ללא שדה מגנטי שכן שדה מגנטי כן ישפיע על התוצאה אולם דווקא השפעה זו היא מענינת. ניתן לקרוא על כך בערך על אפקט אהרונוב - בוהם שקיים באתר

    לגבי המשך השאלה אינני מבין אותה. מה הכוונה לעשות את הניסוי ללא שימו באטומים?

    זה לא משנה באיזה אטום בקיר פוטון נבלע. או האם הקיר מחזיר את הפוטון ולא בולע אותו. מה שחשוב הוא שהפוטון/אלקטרון יכול לעבור רק דרך הסדקים שבקיר

  • אלון

    ללא שימוש באטומים

    לגבי המשך השאלה אינני מבין אותה. מה הכוונה לעשות את הניסוי ללא שימו באטומים

    זה השאלה החשובה ביותר שלי.
    ההנחה שלי שבגלל שבאטום יש אלקטרונים(אלקטרון). בעיקבות הפגיעה של אלקטרון משתחררים אלקטרונים מאטום עצמו בצורה יחודית או לא... לא ברור לי לא נעשה ניסוי כזה/דומה?

    "זה לא משנה באיזה אטום בקיר פוטון נבלע" - (אלקטרון)
    זה מענין לדעת עם זה הראשון שהוא נפגש איתו.
    הוא מישהו אחר ועם זה מישהו אחר למה?

    אפקט אהרונוב - בוהם אני יקרא ויחזור.

  • אלון

    המשך: ללא שימוש באטום

    עם אפשר לבנות קיר מאלקטרונים ללא שימוש בזכוכית.

    כלומר לירות אלקטרונים שְׁתִי וָעֵרֶב כך שפוטון לא יחדור דרכם זה היה ניסוי מצוין לדעתי שיכול לתת תוצעות מענינות וחשובות מאוד.

    אולי גם אפשר לבדוק גם הפוך ע"י שימוש בליזר ובאלקטרון

  • עמודים