Co to jest niepewność kwantowa?
Niepewność kwantowa lub bardziej formalnie zasada niepewności Heisenberga jest odkryciem w fizyce kwantowej, która stwierdza, że nie można jednocześnie znać zarówno dokładnej pozycji, jak i dokładnego pędu pojedynczej cząstki. Zasada niepewności daje również matematycznie precyzyjne (ilościowe) granice ufności parom pomiarów. Zasadniczo im dokładniej chcesz znać jedną wartość, tym bardziej dokładność musisz poświęcić w pomiarze drugiego.
Ze względu na jego związek z rewolucją mechaniki kwantowej, niepewność kwantowa ma trwałe miejsce w kulturze popularnej, w której często jest źle interpretacja. Niepewność kwantowa w filmach i filmach jest czasem używana nieprawidłowo w odniesieniu do dużych obiektów, gdy tak naprawdę dotyczy tylko cząstek. Ponadto idea niepewności kwantowej jest często prezentowana w tajemniczy sposób, bez wzmianki, że koncepcja przechodzi w parze z precyzyjnymi granicami pewności ilościowej, które nie są tak tajemnicze.
th thPojęcie niepewności kwantowej spowodowało zamieszanie na początku XX wieku, kiedy fizycy próbowali ustalić szczegóły teorii kwantowej poprzez sprzeczne interpretacje. Neils Bohr i wielu innych fizyków opowiadali się za interpretacją Kopenhagi, która stwierdza, że wszechświat jest zasadniczo rozmyty na najniższym poziomie, opisany raczej przez rozkłady prawdopodobieństwa, a nie deterministycznie powiązane, dobrze zdefiniowane stany. Werner Heisenberg, który uzyskał zasadę niepewności ze struktury matematycznej teorii kwantowej, również opowiadał się za interpretacją Kopenhagi. Albert Einstein nie powiedział jednak, że „Bóg nie gra w kostkę”.
Teoria niepewności kwantowej, mimo że jest pakowana z matematycznie precyzyjną granicą pewności siebie, naprawdę jest dość tajemnicza. W społeczności fizyki nadal istnieją spory dotyczące tego, czy interpretacja KopenhagiNieuchronnie z pewności kwantowej. Współczesną alternatywą dla interpretacji Kopenhagi jest wiele światowych interpretacji mechaniki kwantowej, która utrzymuje, że rzeczywistość faktycznie jest deterministyczna.
W kontekście wielkiego sukcesu newtonowskiej mechaniki od ponad sto lat fizycy byli bardzo niechętni do rezygnacji z deterministycznych teorii bez niezwykle przekonujących dowodów. Próbowali więc wymyślić teorie „ukrytych zmiennych”, które próbowały wyjaśnić niepewność kwantową jako właściwość wysokiego poziomu, która wyłania się z bardziej podstawowych interakcji deterministycznych. Jednak odkrycie zwane nierównością Bell wykazało, że lokalne ukryte teorie zmiennych nie można użyć do opisania niepewności kwantowej bez postulującego szybciej niż światło korelacji między wszystkimi cząsteczkami we wszechświecie. Jednak nielokalne ukryte teorie zmiennych są nadal proponowane w celu wyjaśnienia deterministycznego fundamentu za niepewnością kwantową.