- Liittynyt
- 8.1.2007
- Viestejä
- 4 298
Hiukkasten spinin eli sisäisen pyörimismäärän annetunsuuntainen komponentti määrää niiden sironnan suunnan tässä kokeessa. Eli kokeen tarkoitus on mitata tuo pyörimismäärän komponentti. Jos otetaan joukko hiukkasia, joiden spinin z-komponentti osoittaa "ylös", ei näillä kvanttimekaniikan mukaan ole tarkkaan määrättyä pyörimismäärän x-komponenttia. Toisinsanottuna hiukkaset ovat superpositiossa, eli ovat yhtä aikaa tilalla, jossa spinin x-komponentti osoittaa oikealle tai vasemmalle. Sitten jos x-komponentti mitataan Stern-Gerlach-kokeessa, niin kukin hiukkanen "valitsee" jomman kumman suunnan. Koska hiukkasen tila "z-ylös" on tasainen jakauma tiloja "x-oikealle" ja "x-vasemmalle", niin kumpikin valinta on yhtä todennäköinen. Siis puolet hiukkasista siroaa oikealla ja puolet vasemmalle.Mikä tieteen vastaus on siihen miksi osa hiukkasista siroaa toiseen suuntaan ja osa toiseen? Tyytyykö tiede vain toteamaan, että vastaus on sattuma? Onko tällainen vastaus tieteellisesti pätevä?
Nyt jos otetaan nämä oikealle sironneet, jotka ovat siis nyt tilassa "x-oikealle", ja mitataan uudestaan spinin x-komponentti, niin ne kaikki siroavat edelleen oikealle. Mutta jos mitataankin niinden z-komponentti, niin puolet siroavat ylös ja puolet alas, vaikka siis alunperin kaikki olivat tilalla z-ylös. x-komponentin mittaus pakotti hiukkaset valitsemaan spinin x-komponentin arvon, jolloin ne "unohtivat" mikä z-komponentin arvo oli. Vastaavasti jos taas näistä ylös sironneilta, eli takaisin "z-ylös" tilalle siirtyneistä hiukkasista mitataan x-komponentti, niin taas puolet siroavat oikealle ja puolet vasemmalle.
Hieman monimutkaisemmilla koejärjestelyillä voidaan tuottaa erilaisia tilanteita, joissa vaihtoehtoja on useampia ja niiden todennäköisyysjakaumat erilaisia.
Oleellista siis on, että kussakin vaiheessa kaikki tiettyyn suuntaan sironneet hiukkaset ovat keskenään täysin samanlaisia. Silti ne siroavat erisuuntiin, sillä kukin hiukkanen "valitsee" uuden tilansa tuossa mittauksessa, kvanttimekaniikan sääntöjen antamien todennäköisyyksien mukaisesti.
Mutta silti tiedämme, että taustalla on mekanistinen selitys, ja satunnaisuus oli vain puutteellisen tiedon tuottamaa harhaa. Siksi uskomme, että näin täytyisi olla myös alkeishiukkasten kohdalla.Tekee mieli tässä välissä huomauttaa, kun olet ottanut tämän nyt muutaman kerran esille, että en ainakaan itse ole muodostanut maailmankuvaani tätä kautta. Mielestäni arkitodellisuus on täynnä esimerkkejä myös sellaisista tapahtumista mitkä näyttävät päällisin puolin sattumalta.
Puhtaan sattuman ja tieteen kulkeminen käsi kädessä tuntuu jotenkin erikoiselta.