Přednáška 9 Reverzibilita fyzikálních procesů a šipka času

Podobné dokumenty
Neurčitost a provázanost kvantový svět

Korelační energie. Celkovou elektronovou energii molekuly lze experimentálně určit ze vztahu. E vib. = E at. = 39,856, E d

Přednáška 10 Fázové přechody od klasického varu ke kvantové supraradiaci

9 PŘEDNÁŠKA 9: Heisenbergovy relace neurčitosti, důsledky. Tunelový jev. Shrnutí probrané látky, příprava na zkoušku.

MODELOVÁNÍ A SIMULACE

Interference na tenké vrstvě

POTENCIÁL ELEKTRICKÉHO POLE ELEKTRICKÉ NAPĚTÍ

FYZIKA I. Pohybová rovnice. Prof. RNDr. Vilém Mádr, CSc. Prof. Ing. Libor Hlaváč, Ph.D. Doc. Ing. Irena Hlaváčová, Ph.D. Mgr. Art.

ÚVOD DO KVANTOVÉ CHEMIE

Fyzika na malých rozměrech

Československá společnost pro růst krystalů ČVUT FEL Praha, 30. března 2006, 13:30

Vibrace atomů v mřížce, tepelná kapacita pevných látek

2. Definice pravděpodobnosti

ANALÝZA VZTAHU DVOU SPOJITÝCH VELIČIN

Energie elektrického pole

Tepelná kapacita = T. Ē = 1 2 hν + hν. 1 = 1 e x. ln dx. Einsteinův výpočet (1907): Soustava N nezávislých oscilátorů se stejnou vlastní frekvencí má

Kinetika spalovacích reakcí

Elementární částice. 1. Leptony 2. Baryony 3. Bosony. 4. Kvarkový model 5. Slabé interakce 6. Partonový model

Sdílení tepla. Úvod - Přehled. Sdílení tepla mezi termodynamickou soustavou a okolím je podmíněno rozdílností teplot soustavy T.

Fyzika biopolymerů. Elektrostatické interakce makromolekul ve vodných roztocích. Vodné roztoky. Elektrostatická Poissonova rovnice.

3 VYBRANÉ MODELY NÁHODNÝCH VELIČIN. 3.1 Náhodná veličina

Základy spektroskopie a její využití v astronomii

Mezony π, mezony K, mezony η, η, bosony 1

Nerovnovážná termodynamika

Numerická matematika 1. t = D u. x 2 (1) tato rovnice určuje chování funkce u(t, x), která závisí na dvou proměnných. První

Ivana Linkeová SPECIÁLNÍ PŘÍPADY NURBS REPREZENTACE. 2 NURBS reprezentace křivek

O INTERPRETACI KVANTOVÉ MECHANIKY

11 Kvantová teorie molekul

1 Elektrotechnika 1. 9:00 hod. G 0, 25

Přehled veličin elektrických obvodů

Jednosložkové soustavy

ina ina Diskrétn tní náhodná veličina může nabývat pouze spočetně mnoha hodnot (počet aut v náhodně vybraná domácnost, výsledek hodu kostkou)

Termodynamika materiálů. Vztahy a přeměny různých druhů energie při termodynamických dějích podmínky nutné pro uskutečnění fázových přeměn

Lambertův-Beerův zákon

Přednášky část 4 Analýza provozních zatížení a hypotézy kumulace poškození, příklady. Milan Růžička

SMR 1. Pavel Padevět

Kvantové provázání. Pavel Cejnar ÚČJF MFF UK Praha

Molekulová vibrace dvojatomové molekuly. Disociační křivka dvojatomové molekuly

2.5. MATICOVÉ ŘEŠENÍ SOUSTAV LINEÁRNÍCH ROVNIC

Klasický svět. Přednáška 5, Pavel Cejnar. Principy kvantové fyziky. Ústav částicové a jaderné fyziky MFF UK

Laserová technika prosince Katedra fyzikální elektroniky.

Zkouškový test z fyzikální a koloidní chemie

9. Měření kinetiky dohasínání fluorescence ve frekvenční doméně

u (x i ) U i 1 2U i +U i+1 h 2. Na hranicích oblasti jsou uzlové hodnoty dány okrajovými podmínkami bud přímo

Literatura: Kapitola 5 ze skript Karel Rektorys: Matematika 43, ČVUT, Praha, Text přednášky na webové stránce přednášejícího.

27 Systémy s více vstupy a výstupy

V xv x V V E x. V nv n V nv x. S x S x S R x x x x S E x. ln ln

Laserové technologie v praxi I. Přednáška č.1. Fyzikální princip činnosti laserů. Hana Chmelíčková, SLO UP a FZÚ AVČR Olomouc, 2011

Fourierovské metody v teorii difrakce a ve strukturní analýze

Singulární charakter klasické limity

Přednášky z lékařské biofyziky Biofyzikální ústav Lékařské fakulty Masarykovy univerzity, Brno

4EK211 Základy ekonometrie

Dopravní plánování a modelování (11 DOPM )

Otto DVOŘÁK 1 NEJISTOTA STANOVENÍ TEPLOTY VZNÍCENÍ HOŘLAVÝCH PLYNŮ A PAR PARABOLICKOU METODOU PODLE ČSN EN 14522

Q N v místě r. Zobecnění Coulombova zákona Q 3 Q 4 Q 1 Q 2

Simulační metody hromadné obsluhy

Relativistická kvantová mechanika

Rovnováha soustavy hmotných bodů, princip virtuální práce

LOGICKÉ OBVODY J I Ř Í K A L O U S E K

6 PŘEDNÁŠKA 6: Stav kvantového systému, úplná množina pozorovatelných. Operátor momentu hybnosti a kvadrátu momentu hybnosti.

4EK211 Základy ekonometrie

Kvantová a statistická fyzika 2 (Termodynamika a statistická fyzika)

Přednášky z lékařské biofyziky Biofyzikální ústav Lékařské fakulty Masarykovy univerzity, Brno

OSTRAVSKÁ UNIVERZITA V OSTRAVĚ TERMODYNAMIKA A STATISTICKÁ FYZIKA DALIBOR DVOŘÁK

REGRESNÍ ANALÝZA. 13. cvičení

Aplikace jaderné fyziky (několik příkladů)

VYPOUŠTĚNÍ KVANTOVÉHO DŽINA

Odraz a lom rovinné monochromatické vlny na rovinném rozhraní dvou izotropních prostředí

Transformace dat a počítačově intenzivní metody

Úvod do laserové techniky

Kapitola 3. Magnetické vlastnosti látky. 3.1 Diamagnetismus

Určení tlouštky folie metodou konvergentního elektronového svazku (TEM)-studijní text.

Matematika I A ukázkový test 1 pro 2018/2019

Obsah přednášky 1. Bayesův teorém 6. Naivní Bayesovský klasifikátor (NBK)

Kvantová informatika pro komunikace v budoucnosti

Karel Lemr. web: Karel Lemr Fotonové páry 1 / 26

3.1. Newtonovy zákony jsou základní zákony klasické (Newtonovy) mechaniky

Dále budeme předpokládat, že daný Markovův řetězec je homogenní. p i1 i 2

MODELOVÁNÍ SEISMICKÉHO ZDROJE JAKO REÁLNÁ TESTOVACÍ ÚLOHA PRO NELINEÁRNÍ INVERSNÍ ALGORITMUS

SIMULACE. Numerické řešení obyčejných diferenciálních rovnic. Měřicí a řídicí technika magisterské studium FTOP - přednášky ZS 2009/10

. Maximální rychlost lze určit z brzdného napětí V. je náboj elektronu.

Úvod do magnetizmu pevných látek

Čísla přiřazená elementárním jevům tvoří obor hodnot M proměnné, kterou nazýváme náhodná veličina (označujeme X, Y, Z,...)

Cvičení z termodynamiky a statistické fyziky

Teplota jedna ze základních jednotek soustavy SI, vyjadřována je v Kelvinech (značka K) další používané stupnice: Celsiova, Fahrenheitova

Matematika II, úroveň A ukázkový test č. 1 (2018) 1. a) Napište postačující podmínku pro diferencovatelnost funkce n-proměnných v otevřené

Téma 5: Parametrická rozdělení pravděpodobnosti spojité náhodné veličiny

ESR, spinový hamiltonián a spektra

ÚVOD DO TERMODYNAMIKY

ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE

CHYBY MĚŘENÍ. uvádíme ve tvaru x = x ± δ.

KINETICKÁ TEORIE PLYNŮ

í I Průchod a rozptyl záření gama ve vrstvách materiálu Prof. Ing. J. Šeda, DrSc. KDAIZ - PJPI

Fyzika atomového jádra

Interakce. Přednáška 3, ve které se pokusíme přiblížit elementárním kvantovým procesům. Pavel Cejnar. Principy kvantové fyziky

Kovy - model volných elektronů

Nástin formální stavby kvantové mechaniky

Úvod do kvantového počítání

Obecná vlnová rovnice pro intenzitu elektrického pole Vlnová rovnice mimo oblast zdrojů pro obecný časový průběh veličin Vlnová rovnice mimo oblast

Matematické modelování ve stavební fyzice

Transkript:

Pavel Cejnar Ústav částcové a jaderné fyzky MFF UK Přednáška 9 Reverzblta fyzkálních procesů a špka času Fyzka jako dobrodružství poznání MFF UK v Praze, letní semestr 05

Reverzblta fyzkálních zákonů I PLESK! PLOP!

Reverzblta fyzkálních zákonů I Známé dynamcké rovnce fyzky jsou symetrcké vůč nverz času Klascká mechanka Newtonovy rovnce se nemění př transformac t t d d x x x x d m d x d j( ) V ( x x j ) (, j N) Fyzkálně nelze rozlšt stuace, kdy čas běží dopředu a dozadu

Reverzblta fyzkálních zákonů I Známé dynamcké rovnce fyzky jsou symetrcké vůč nverz času Klascká mechanka Newtonovy rovnce m d x j( ) V ( x x j ) (, j N) se nemění př transformac t t d d x x x x d Fyzkálně nelze rozlšt stuace, kdy čas běží Hamltonovy rovnce q ( q p ( p H ( p, q) q f p ) f d ) zobecněné souřadnce zobecněné hybnost ( f stupňů volnos hamltonán dq dp dopředu H ( p, q) p H ( p, q) q zůstávají nezměněny př transformac: pokud: a dozadu t t p p q q H( p, q) H( p, q)

Reverzblta fyzkálních zákonů II Známé dynamcké rovnce fyzky jsou symetrcké vůč nverz času Kvantová mechanka Schrödngerova rovnce d ( Hˆ ( se nemění př transformac t t Tˆ ( Tˆ ( ( pokud: Důkaz: operátor časové nverze Tˆ Tˆ a Tˆ Hˆ HT ˆ ˆ ˆ ( ˆ ˆ ˆ dopředu ) d ( ) ( ) d t T HT T t T ( THT T ( ˆ d H ( ( d ( t ) ˆ a dozadu ˆ ˆ ˆ ˆ

Reverzblta fyzkálních zákonů II Známé dynamcké rovnce fyzky jsou symetrcké vůč nverz času Kvantová mechanka Schrödngerova rovnce d ( Hˆ ( se nemění př transformac t t ( Tˆ ( ( pokud: α operátor časové nverze Tˆ Tˆ a Tˆ Hˆ HT ˆ ˆ 4 Mg vz Blanke, Rchter et al. 983 p 7 Al dopředu Expermentální testy kvantové reverzblty v jaderných reakcích p 7 Al Určena horní mez pro narušení T-symetre řádu ~ 0.5 0 3 a dozadu 4 Mg α

Reverzblta fyzkálních zákonů II Tepelné záření černého tělesa a jeho rovnováha s dvouhladnovým kvantovým systémem obsazení hladn N b N a A, B, B b a ba ab ba Enstenovy koefcenty vyjadřují pst procesu za jednotku času Φ N 0 b A B B A. Ensten, Z. Physk 8, (97) ab ba A B ba ba ba N N a b Planck (900) N b 3 ( ) ( ) 3 c / e kt hustota energe na jednotku frekvence ω Aby se systém mohl dostat do tepelné rovnováhy, musí exstovat 3 procesy: spontánní emse absorbce B ab N a ndukovaná emse B ba N b N Předpoklad tepelné ( ) rovnováhy: Aba 3 c Nb / kt N e Bab B a ba vztahy přímo souvsející s T-nvarancí 0 3 a B ba

Reverzblta fyzkálních zákonů II Samotný proces spontánní emse (bez ohledu na přítomnost záření) se zdá být reverzblní. Rovnce N b AbaNb vede k exponencálnímu rozpadovému zákonu, jenž není slučtelný s T-nvarantní QM N b N a N ( b N b b a A (0) e N b ba t Ale: tvar je jen aproxmací (většnou velm dobrou) skutečného rozpadového zákona, zohledňujícího (většnou malou) možnost vytvoření objektu z produktů rozpadu. Přesný (neexponencální) rozpadový zákon je T-nvarantní. malčká (většnou praktcky neměřtelná) modfkace rozpadové křvky pro velm malé časy A spontánní emse ba N b B ab N a Příklad: radoaktvta B N 4 C ( ba N b N a Pravděpodobnost rozpadu stavu b za nfntesmální čas je úměrná dp A A P ( e b b ba ba t t (roky)

Špka času Běžné fyzkální děje nejsou symetrcké vůč nverz času Arthur Eddngton (88-944) V knze The Nature of the Physcal World (98) Eddngton zavádí koncept špky času, tj. časové asymetre vývoje vesmíru

) Termodynamcká šípka času ) Kvantová špka času

Entrope termodynamka Běžné fyzkální děje nejsou symetrcké vůč nverz času Např. teplo teče z teplejšího tělesa na studenější, ne naopak! R. Clausus (850s) zavedl velčnu entrope ( ἡ τροπή ~ transformace ), která měla názvem přípomínat slovo energe ( ἐν ἔργον ~ v prác v akc ). Entrope je stavová velčna, jejíž změna je dána vztahem: Termodynamcký stavový prostor ds dq T dq T < T Rudolf Clausus (8 888) Př tečení tepla z teplého na studené těleso celková entrope roste: dq dq 0 ds ds 0 T T 0 absolutní nula T=0 odpovídá nulové entrop: S=0 A S A 0A dq T ds ds ds 0

Entrope nformatka Entrope je obecný koncept, který přesahuje fyzku. V roce 948 z něj C. Shannon učnl hlavní pojem teore nformace Míra neurčtost vyplývající z daného statstckého rozdělení: p S mn 0 víme vše S n S p ln p pravděpodobnost výsledků = n Smax ln n nevíme nc Claude Shannon (96 00) Termnologe: Shannonova entrope S Shannonova nformace I 0 Adtvta: třídy nezávslých jevů AB: sdružené jevy { j } s pravděpodobnostm AB A Pj p p B j A: = n A pst B: j= n B pst A p B p j AB AB A A B B ( Pj ln Pj ) ( p ln p ) ( p j ln p j ) j j AB A B S S S

Entrope klascká statstcká mechanka Pravděpodobnostní vztah pro entrop zavedl v rámc statstcké mechanky jž L.Boltzmann (866) a W.Gbbs (878) Míra neurčtost vyplývající z daného statstckého rozdělení: S Zobecnění na spojtá rozdělení: n p ln p pravděpodobnost výsledků = n dqdp ( q, p, ln( q, p, Wllard Gbbs (839-903) Statstcký soubor: Protože neznáme přesný stav mnohočástcového systému (bod v 6N-rozměrném fázovém prostoru) v zadaném čase t, nahrazujeme jej nějakou vhodnou p pravděpodobnostní hustotou ρ(q,p, q Tuto hustotu lze vzualzovat pomocí statstckého souboru replk systému, jejchž reálná hustota ve fázovém prostoru odpovídá rozdělení ρ(q,p,. Časový vývoj této hustoty lze odvodt z trajektorí jednotlvých členů statstckého souboru vypočtených podle klasckých pohybových rovnc.

Entrope klascká statstcká mechanka Pravděpodobnostní vztah pro entrop zavedl v rámc statstcké mechanky jž L.Boltzmann (866) a W.Gbbs (878) Míra neurčtost vyplývající z daného statstckého rozdělení: S Zobecnění na spojtá rozdělení: n p ln p pravděpodobnost výsledků = n dqdp ( q, p, ln( q, p, Wllard Gbbs (839-903) Hamltonovy rovnce: p dq dp H p H q dq H pq dq H dp dp qp Entrope se zachovává S = const. dp dq q Objem elementu fázového prostoru se př evoluc zachovává: dv dqdp H H dq pq dq dp qp dp H H dqdp O( ) dqdp pq qp 0

Entrope klascká statstcká mechanka Pravděpodobnostní vztah pro entrop zavedl v rámc statstcké mechanky jž L.Boltzmann (866) a W.Gbbs (878) Míra neurčtost vyplývající z daného statstckého rozdělení: S Zobecnění na spojtá rozdělení: n p ln p pravděpodobnost výsledků = n dqdp ( q, p, ln( q, p, Wllard Gbbs (839-903) Hamltonovy rovnce: p dq dp H p H q dq H pq dq H dp dp qp Entrope se zachovává S = const. dp dq q Aby entrope mohla růst, musíme se vzdát část nformace o systému

Makrostavy Mkrostav Vntřní (mkroskopcký) stav fyzkálního systému Makrostav Navenek rozlštelný (makroskopcký) stav fyzkálního systému Příklad: házení dvojcí kostek Mkrostav = výsledky obou kostek Makrostav = součet obou výsledků W = počet mkrostavů tvořících stejný makrostav (multplcta) W = W = W = 3 W = 4 W = 5 Ludwg Boltzmann (844-906) W = 6 W = 5 W = 4 W = 3 W = W = Počet mkrostavů: 36 Počet makrostavů: http://hyperphyscs.phy-astr.gsu.edu/

Makrostavy Mkrostav Vntřní (mkroskopcký) stav fyzkálního systému Makrostav Navenek rozlštelný (makroskopcký) stav fyzkálního systému Příklad: kulčky na čtverc 4 x 4 boxů Mkrostav = umístění kulček v boxech Makrostav = počty kulček ve větších boxech bez ohledu na denttu Příklad mkrostavu 4 6 7 8 5 3 Příklady makrostavů W = 5 54 70 P = 0. W = 40 30 P = 0.00008 Počet mkrostavů: 58 98 400 Počet makrostavů: 65 Ludwg Boltzmann (844-906) Entrope makrostavu s multplctou W S k lnw Boltzmannova konstanta k k B =.38 0 3 JK (zavedena Planckem v roce 904) zajšťuje korespondenc s termodynamkou

Makrostavy Mkrostav Vntřní (mkroskopcký) stav fyzkálního systému elementární buňky fáz.prostoru, např. kvant.buňky ~(πħ) f Makrostav Navenek rozlštelný (makroskopcký) stav fyzkálního systému oblast fáz.prostoru defnované jazykem (rozlšením) pozorovatele Ludwg Boltzmann (844-906) p q W k W ln W Boltzmannova defnce entrope je v souladu s obecnou defncí, pokud všechny mkrostavy uvntř daného makrostavu mají stejnou aprorní pravděpodobnost S Entrope makrostavu s multplctou W S k lnw Boltzmannova konstanta k k B =.38 0 3 JK (zavedena Planckem v roce 904) zajšťuje korespondenc s termodynamkou

Makrostavy Mkrostav Vntřní (mkroskopcký) stav fyzkálního systému elementární buňky fáz.prostoru, např. kvant.buňky ~(πħ) f Makrostav Navenek rozlštelný (makroskopcký) stav fyzkálního systému oblast fáz.prostoru defnované jazykem (rozlšením) pozorovatele Ludwg Boltzmann (844-906) p makrostav střepy q makrostav sklence

Termodynamcká špka času Nahradíme-l hustotu pravděpodobnost ve fázovém prostoru ρ(q,p, funkcí po částech konstantní v oblastech Ω M jednotlvých makrostavů M f () ( q, p, M [( q, p) M] M dqdp dqdp( q, p), kde M, výsledná entrope M * S( k dqdp ( q, p, ln ( q, p, ** * M [( q, p) M] ** 0 pro ( q, p) pro ( q, p) =coarse graned= hrubozrnná entrope se mění s časem M M p q

Termodynamcká špka času Nahradíme-l hustotu pravděpodobnost ve fázovém prostoru ρ(q,p, funkcí po částech konstantní v oblastech Ω M jednotlvých makrostavů M f () ( q, p, M [( q, p) M] M dqdp dqdp( q, p), kde M, výsledná entrope S( k dqdp ( q, p, ln ( q, p, ON M * ** =coarse graned= hrubozrnná entrope se mění s časem př malé počáteční hodnotě S(0) zpravdla roste čas plyne proto, že Vesmír se vyvíjí z extrémně malého makrostavu BIG BANG z velm specální počáteční podmínky fázový prostor * M [( q, p) M] ** Roger Penrose 0 pro ( q, p) pro ( q, p) Více: M M R.Penrose: The Emperor s New Mnd (Oxford Unv.Press 989) R.Penrose: The Road to Realty A Complete Gude to the Laws of the Unverse (Jonathan Cape 004)

Termodynamcká špka času Nahradíme-l hustotu pravděpodobnost ve fázovém prostoru ρ(q,p, funkcí po částech konstantní v oblastech Ω M jednotlvých makrostavů M f () ( q, p, M [( q, p) M] M dqdp dqdp( q, p), kde M, výsledná entrope M * S( k dqdp ( q, p, ln ( q, p, ** * M [( q, p) M] ** 0 pro ( q, p) pro ( q, p) =coarse graned= hrubozrnná entrope se mění s časem př malé počáteční hodnotě S(0) zpravdla roste čas plyne proto, že Vesmír se vyvíjí z extrémně malého makrostavu z velm specální počáteční podmínky Roger Penrose Více: M M R.Penrose: The Emperor s New Mnd (Oxford Unv.Press 989) R.Penrose: The Road to Realty A Complete Gude to the Laws of the Unverse (Jonathan Cape 004)

) Termodynamcká šípka času ) Kvantová špka času

Ireverzblta měření Kvantová mechanka zahrnuje proces, který je explctně reverzblní H A Kvantové měření a Pro obecný stav nedetermnstcký proces! Pravděpodobnost naměření výsledku a velčny A pro stav je P ( a) a kde je a vlastní stav operátoru  Měřením se systém dostane do stavu odpovídajícímu změřenému výsledku: Redukce ( kolaps ) vlnové funkce Untární evoluce a Z výsledku měření nelze určt stav před kolapsem a

Ireverzblta měření Kvantová mechanka zahrnuje proces, který je explctně reverzblní H A a a Evoluce stavu fotonu př průchodu dělčem svazku je sama o sobě vratná. (vracející se vlny nterferují konstruktvně ve směru D a destruktvně ve směru D 4 ) fotony (jednotlvé) D dělč svazku (polopropustné zrcadlo) D 4 D detektory (nedestruktvní) D 3 π/ 0 fázový posun Kvantový pops: t Tˆ Tˆ t

Ireverzblta měření Kvantová mechanka zahrnuje proces, který je explctně reverzblní H A a a Evoluce stavu fotonu př průchodu dělčem svazku je sama o sobě vratná. S měřením se proces stává nevratný (nelze vysvětlt mlčení detektoru D 4 ) fotony (jednotlvé) D 4 detektory (nedestruktvní) D 4 D D 3 D D 3 dělč svazku (polopropustné zrcadlo) D π/ 0 fázový posun D

Ireverzblta měření Kvantová mechanka zahrnuje proces, který je explctně reverzblní H A a a Postulát kolapsu kvantového stavu př měření je pokládán spíše jen za umělou, provzorní součást kvantové teore. Návrhy, jak se ho zbavt: ) Elmnace z formulace teore (např. mnohosvětová nterpretace nebo formulace využívající kvantové hstore ) ) Reálný fyzkální proces, který ale přímo nesouvsí s procesem měření (teore dekoherence nebo antcpace dosud neznámého procesu na úrovn kvantové gravtace?) Kvantová Teore

Měření a měření Fotonový nterferenční experment: Mach-Zehnderův nterferometr zrcadlo dělč svazku dělč svazku D detektory zrcadlo D Kvantový pops (schematcky): = zdroj fotonů (vysílá fotony jednotlvě) D Např. parametrcká down-konverze D Vlnový pops: konstruktvní nterference v D a destruktvní v D

Měření a měření Fotonový nterferenční experment: Mach-Zehnderův nterferometr zrcadlo dělč svazku nedestruktvní detektor D 0 dělč svazku D detektory zrcadlo D Kvantový pops (schematcky): = nebo nebo nebo zdroj fotonů (vysílá fotony jednotlvě) Umístíme-l do jednoho z ramen nedestruktvní detektor, stav fotonu se změní z koherentní superpozce na statstckou směs obou alternatv. Sgnálem redukce stavového vektoru ( => narušení reverzblty) je zmzení nterference na posledním dělč (vznk sgnálu na detektoru D ).

Měření a měření Fotonový nterferenční experment: Mach-Zehnderův nterferometr zrcadlo dělč svazku atom dělč svazku D detektory zrcadlo D Kvantový pops (schematcky): = zdroj fotonů (vysílá fotony jednotlvě) Stejný efekt (vznk sgnálu na detektoru D ) může být způsoben také vhodnou nterakcí fotonu s nějakým kvantovým elementem uvntř nterferometru (např. atomem). Kvantová provázanost fotonu s atomem se navenek projevuje stejně jako skutečné měření => dekoherence fotonu Atom mění svůj stav př průchodu fotonu (=> funguje jako detektor)

Dekoherence Jsou-l stavy atomu v nterferenčním expermentu jednoznačně odlštelné, což nastává pro, je nformace o dráze fotonu 0 0 obsažena ve stavu atomu bez ohledu na její přečtení č nepřečtení. Atom tak funguje jako skutečný detektor: Q kvantový objekt E prostředí Interakce kvantového objektu s prostředím může vést ke ztrátě jeho kvantových atrbutů a k reverzbltě. Složený systém Q E je však stále ve stavu koherentní kvantové superpozce a vyvíjí se vratně! Q E Aby entrope mohla růst, musíme se vzdát část nformace o systému

Dekoherence Jsou-l stavy atomu v nterferenčním expermentu jednoznačně odlštelné, což nastává pro, je nformace o dráze fotonu 0 0 obsažena ve stavu atomu bez ohledu na její přečtení č nepřečtení. Atom tak funguje jako skutečný detektor: Q kvantový objekt E prostředí

Dekoherence Lbovolný stav ( j ( j HQ H, j fxní báze Q E E obecného složeného systému (Q+E) se dá vyjádřt ve tvaru Schmovy dekompozce Erhard Schm, 907 (876-959) Q E kvantový objekt prostředí ( q p ( q( e ( Q E reálná stav Q stav E ampltuda proměnné ortogonální báze prostorů H Q a H E ( q ( e ( e ( j j j Tento záps stavového vektoru mplkuje, že v prostředí E jsou pomocí dokonale odlštelných stavů e ( zapsány výsledky měření na objektu Q provedeném v báz ( => měření na E může odhalt stav Q! Více: Nedávný článek např. L. Maccone, Phys. Rev. Lett. 03 (009) 08040 q M. Schlosshauer: Decoherence and the Quantum-to-Classcal Transton (Sprnger, 007) all phenomena whch leave a tral of nformaton behnd ( ) are those where entropy necessarly ncreases or remans constant. All phenomena where the entropy decreases must not leave any nformaton on ther havng happenned

Dekoherence Lbovolný stav ( j ( j HQ H, j fxní báze Q E E obecného složeného systému (Q+E) se dá vyjádřt ve tvaru Schmovy dekompozce Erhard Schm, 907 (876-959) Q E kvantový objekt prostředí ( q p ( q( e ( Q E reálná stav Q stav E ampltuda proměnné ortogonální báze prostorů H Q a H E ( q ( e ( e ( j j j Tento záps stavového vektoru mplkuje, že v prostředí E jsou pomocí dokonale odlštelných stavů e ( zapsány výsledky měření na objektu Q provedeném v báz ( => měření na E může odhalt stav Q! q q ( p ( stav pst. p ( t 0 ) p ( p ( p ( t 3 ) t entrope Q (Q+E) S [ ( ] p ( ln p ( Q Tato entrope se nezachovává! Většnou roste! t

Narušení T symetre ve slabých nterakcích CP narušení & CPT zachování => T narušení CP narušení pozorováno v roce 964, ale přímé pozorování T narušení uskutečněno až v roce 0 kolaborací BaBar v laboratoř SLAC (Calforna) Neutrální mezony B obsahující b-kvark rezonance lepton ledacos data & ft B 0 B 0 0 0 0 [ B B B ] B 0 B B = [ B B B B ] B 0 B předpověď bez narušení T Více: J. Barnabéu, F. Martínez-Vdal, arxv:40.74 [hep-ph] 04 Rev. Mod. Phys. 87, 65 (05) 0 B B

Kosmologcká špka času Konkrétní řešení reverzblních gravtačních rovnc, které představuje rozpínající nebo smršťující se vesmír, spontánně narušuje T symetr. Nám vnímaná špka času míří ve směru zvyšování komplexty gravtačně vázaných soustav [vz např. Barbour et al., Phys.Rev.Lett. 3 (04) 80] Počáteční sngularta Mnulost Budoucnost obsahující paměťové stopy mnulost Koncová sngularta

Doporučená četba: H.D. Zeh, The Physcal Bass of The Drecton of Tme (Sprnger, 989 007) Boží Dar,..05, 4:30