Einsteinin fotonilaatikko

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 18.6.2020 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 2 muokkausta .

Einsteinin fotonilaatikko on hypoteettinen laite, jonka väitetään pystyvän energian ja ajan välisen epävarmuussuhteen vastaisesti mittaamaan fotonin energiaa millä tahansa annetulla tarkkuudella milloin tahansa, myös millä tahansa tarkkuudella. Ajatuksen tästä laitteesta esitti A. Einstein keskustellessaan N. Bohrin kanssa Solvay -konferenssissa vuonna 1930 [1] N. Bohr selitti tämän paradoksin ja korosti, että on tarpeen erottaa toisistaan todelliset mittauslaitteet, jotka Niiden avulla voidaan määrittää kehyslaitteet, jotka ovat tutkimuskohteita ja jotka ovat alttiina kvanttivaikutuksille. [2]

Toteamus paradoksista

Einstein-fotonilaatikko koostuu laatikosta, jonka seinässä on reikä, joka voidaan avata ja sulkea kellomekanismilla laatikon sisältä. Oletetaan, että laatikko on täynnä säteilyä ja kellomekanismi on ohjelmoitu avaamaan reikä tietyllä hetkellä hyvin lyhyeksi ajaksi. Siten on mahdollista saavuttaa se, että yhdellä hetkellä, millä tahansa tarkkuudella, yksi fotoni kulkee reiän läpi. Määrittämällä painotuksen avulla laatikon massojen välinen ero ennen ja jälkeen tätä ajankohtaa, on väitetysti mahdollista energian ja ajan välisen epävarmuussuhteen vastaisesti mitata fotonin energia halutulla tarkkuudella Einsteinin kaavan mukaan. massan ja energian suhteesta: $\Delta m$ $\Delta E$

\Delta E=\Delta mc^{2}

(yksi)

Paradoksin selitys

Oletetaan, että punnitusta varten tarkoitettu fotonilaatikko on ripustettu jouseen, siihen on kiinnitetty nuoli ja laatikon pohjaan on kiinnitetty teline painoineen, jotta nuoli asettuu tarkasti nollaan mitta-asteikolla punnitusprosessin aikana. (katso kuva 1). Fotonilaatikon punnitsemiseksi on tarpeen asettaa laatikkoon kiinnitetty vaakaosoitin vaa'an nolla-asentoon tietyllä ennalta määrätyllä tarkkuudella . Mutta epävarmuussuhteen mukaan tässä tapauksessa syntyy laatikon liikemäärän epävarmuus ( - Planckin vakio ): $\Delta q$ $\Delta p$ $\hbar$

\Delta q\Delta p\geqslant {\frac {\hbar }{2))

Tämän epävarmuuden on oltava pienempi kuin liikemäärä , jonka painovoimakenttä siirtää kappaleeseen, jonka massa on punnitusprosessin aikana ( - vapaan pudotuksen kiihtyvyys ): $\Delta m$ $T$ $g$

Tg\Delta m>\Delta p\geqslant {\frac {\hbar }{2\Delta q))

(2)

Samaan aikaan yleisen suhteellisuusteorian mukaan painovoimakentässä tietyn verran siirtynyt kello muuttaa kulkuaan siten, että sen lukema tietyn ajanjakson aikana muuttuu jonkin verran ( - valon nopeus ): $\Delta q$ $T$ $\Delta T$ $c$

{\displaystyle {\frac {\Delta T}{T))={\frac {g\Delta q}{c^{2))))

(3)

Kaavoista (2) ja (3) seuraa, että punnituksen vuoksi kellon lukemat sisältävät epävarmuutta : $\Delta T$

\Delta T\geqslant {\frac {\hbar }{2c^{2}\Delta m))

Tästä kaavasta ja kaavasta (1) seuraa, että kellon lukemien tiedon epävarmuus ja fotonienergian tiedon epävarmuus liittyvät epävarmuussuhteen mukaan: [3]

\Delta T\Delta E\geqslant {\frac {\hbar }{2))

Katso myös

Muistiinpanot

↑ Jevgeni Berkovich. Viides Solvayn kongressi // Tiede ja elämä . - 2019. - Nro 8 . - S. 54-71 . Arkistoitu alkuperäisestä 6. elokuuta 2019. (Venäjän kieli)
↑ Bohr N. "Keskustelut Einsteinin kanssa atomifysiikan tietoteorian ongelmista" Arkistokopio 6. elokuuta 2019 Wayback Machinessa // UFN , 66, 571–598, (1958)
↑ R. Peierls Yllätyksiä teoreettisessa fysiikassa. - M. , Nauka , 1988. - c. 42-46

Kirjallisuus

Niels Bohr Atomifysiikka ja ihmistieto. - M., IL, 1961. - 150 s.