Thursday, August 7, 2014

The puzzle of quantum reality, in theaters near you, and at FQXi

I made a 7 minutes video introducing some puzzling aspects of quantum mechanics to a general audience. At the end it contains a proposed view which, at least to me, makes the things clearer, so I hope it can help others too.

http://fqxi.org/community/forum/topic/2183

To rate my video or those of my competitors, click "rate this video". You will be required to enter an email address to avoid duplicate votes.

I also compete against my son, whose video is at http://fqxi.org/community/forum/topic/2176:
http://fqxi.org/community/forum/topic/2176

You can check and rate other videos, ranging from fun to informative, at FQXi Video Contest - Spring, 2014. You can submit your own video until August 22.




2 comments:

Rares Ispas said...

Salut Cristi,

O noua intrebare de ageamiu, inspirata de o scena din filmul Einstein & Eddington (http://www.imdb.com/title/tt0995036/), in care Eddington pune un mar in mijlocul unui cearceaf pentru a explica gravitatia ca si curbura a spatiului. Ducand analogia mai departe, si privind spatiul ca o tesatura cu noduri legate prin fire elastice unele de celelalte, iar o oscilatie ca pe o incretitura prin "cearcef" nu ar avea sens urmatoarele corelatii?
- orice oscilatie prin tesatura "cearceafului" ar provoca o marire a densitatii nodurilor in zona oscilatiei, corelata cu o rarefiere a lor in alta parte.
- simpla prezenta a oscilatiilor ar deforma reteaua pe o raza cu cat mai mare cu cat sunt mai multe oscilatii adunate. O cantitate mare de "incretituri" compuse si orientate aleatoriu ar arcui si tensiona fibrele materialului corespondent unui camp gravitational sferic.
- considerand timpul de translatare al unui semnal intre un nod si alt nod constant, traversarea unei retele mai dense de noduri s-ar face in mai multi pasi pe unitatea de "spatiu absolut". Nu ca ar avea un sens clar notiunea de spatiu absolut cand insasi unitatea de masura s-ar schimba.
- in cazul unei gauri neagre torsiunea si densitatea retelei spatiului ar atinge valori foarte mari. Undele ar putea sa scape in continuare din gaura neagra, dar intr-un numar mult mai mare de pasi subiectivi, si intr-o proportie mai mica, deoarece unele dintre drumuri s-ar intoarce in interior.
- prin simetrie, nu numai ca intr-un front de unda densitatea spatiului ar fi mai mare, dar in "trena" ei densitatea spatiului ar fi mai *mica*. Adica incetinirea timpului din apropierea unei gauri negre ar fi insotita de o accelerare a lui intr-o zona conexa, din care nodurile au fost trase spre zona de densitate mai mare.
- daca reteaua ar fi formata din tetrahedroane, o oscilatie ce s-ar propaga prin ea ar avea "spin", corespondent cu "i"-ul din ecuatia lui Schrodinger, care rasuceste amplitudinea undei.
- o particula formata din quarci ar fi asemanatoare cu un circuit bistabil, in care fiecare componenta ar forta schimbarea directiei oscilatiei celorlalte componente.
- lungimea laturii retelei ar fi de ordinul constantei lui Planck
- o problema in verificarea acestei intuitii este ca schimbare densitatii si formei retelei spatiului nu este direct observabila decat in cazul aglomerarilor mari de unde. De exemplu, in cazul Soarelui, in masa de aprox 1.9 x 10^30 kg, ce contine aproximativ 10^57 atomi, efectul de curbare gravitationala este de doar cateva fractiuni de secunda. Pe de alta parte, nici densitatea Soarelui in zona observabila nu este prea mare.
- configuratia "fagurilor" existenti in structura spatiului poate fi neregulata la scara mica, ceea ce ar explica si neregularitatea comportamentului la scara cuantica
- "spooky action at a distance" ar fi dat chiar de aceasta tensionare si detensionare a fibrelor spatiului
- pentru dezvoltarea subiectului ne putem intalni si pot face si niste desene
- in mod normal "math, or it didn't happen" dar matematica oscilatiilor in astfel de retele elastice ar trebui inventata si corelata cu rezultatele experimentelor fizice, chestie care ma depaseste. Parerea mea este ca trebuie sa ne dezvoltam matematica asociata intuitiei, si nu sa ne ciopartim intuitia fiindca paradigmele matematice curente nu sunt adecvate

Mersi de feedback,
Rares

P.S. Oare nu cumva poza articolului tau descrie o astfel de retea?

Cristi Stoica said...

Salut Rares,

> Ducand analogia mai departe, si privind spatiul ca o tesatura cu noduri legate prin fire elastice unele de celelalte, iar o oscilatie ca pe o incretitura prin "cearcef" nu ar avea sens urmatoarele corelatii?

Cred ca exista cercetatori care incearca asta. Citind consecintele pe care incerci sa le obtii, am cateva observatii generale.

Relativitatea generala
1. pleaca de la principii foarte simple, desi nu elementare
2. a explicat fenomene neexplicate si a prezis unele noi, confirmate
3. e confirmata de toate experimentele. Nu stim inca unele lucruri, cum ar fi dark matter sau cum se cuantizeaza, dar nimic nu o contrazice direct.
4. e foarte intuitiva, daca iti construiesti intuitia geometriei spatiului curb. Insa nu e intuitiva daca duci analogia pe care o propui prea departe.
5. e probabil cea mai bine fundamentata matematic teorie din fizica moderna

Tu propui un model, si nu vreau sa descurajez asta. Desigur, chiar daca eu sunt foarte multumit de relativitatea generala, nu e exclus sa ai dreptate. Insa nu te poti astepta ca o descriere verbala a unui model mecanicist sa poata concura cu relativitatea generala asa usor. Scuze, dar nu voi discuta punctele pe care modelul tau vrea sa le explice. In primul rand pentru ca sunt verbale, si atunci am libertate prea mare de a le interpreta gresit, fie favorabil, fie nefavorabil.

Insa ai pus punctul pe i cand ai scris 'in mod normal "math, or it didn't happen"'.

> matematica oscilatiilor in astfel de retele elastice ar trebui inventata si corelata cu rezultatele experimentelor fizice, chestie care ma depaseste

Cred ca exista cercetatori care studiaza more or less astfel de retele discrete in incercarea de a gasi o descriere unificata a gravitatiei si mecanicii cuantice. Poate te intereseaza Regge calculus, causal dynamical triangulations, causal sets, spin networks, loop quantum gravity, etc. Poti citi ce scriu ei, ii poti contacta, poti sa incerci sa nu mai fi depasit de matematica respectiva.

> Parerea mea este ca trebuie sa ne dezvoltam matematica asociata intuitiei, si nu sa ne ciopartim intuitia fiindca paradigmele matematice curente nu sunt adecvate

Nu sunt sigur ca inteleg. Sa ne dezvoltam matematica asociata intuitiei presupune ca intuitia noastra stie sau e facuta special pentru a intelege legile universului, sau invers. Insa intuitia noastra vine din experienta noastra, care are loc la un nivel newtonian. Relativitatea speciala, dar mai ales cea generala, si mecanica cuantica, sunt total in afara acestei intuitii. Iar matematica lor nu e chiar atat de vremelnica. E abstracta, si nu seamana cu experienta noastra, dar daca ar tine de moda, m-as astepta ca in 100 de ani de cand exista aceste teorii, matematica sa se fi schimbat. Insa nu a fost asa.

Succes!
Cristi