當物理學家迷失方向💫用量子力學告訴你座標系到自旋上 、下、上上下🆙⬇️｜量子熊 ✕ 龍騰文化｜
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Ай бұрын量子熊 ✕ 龍騰文化
今天聊聊我們最愛的「超電磁SPIN」⚡🤖
大家總問，自旋方向到底哪個是上？哪個是下？🆙⬇️
這是我們物理學家經常討論的話題。👨🔬
其實，電子的自旋方向在空無一物的宇宙中是任意的，隨便定都可以！🌌🌠
就像阿獠被阿香錘昏後醒來，根本不知自己的座標系被轉了。🔨💫
到底怎麼量電子的自旋方向呢？就從Stern-Gerlach實驗講起吧！🔬
用量子力學大談奇異 Zeeman 效應⚡️磁與電子自旋世界：超電磁SPIN🧲✨#量子超級英雄 022
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@MKLi-me9mw Ай бұрын
希望數學的部分可以再解釋多一些
@qiyue1905 Ай бұрын
超讚的！物理系聽得很開心！邊聽邊笑🤣
@QuBear2023 Ай бұрын
感謝您的支持😃
@i_like_white_soup Ай бұрын
這次感覺很不錯，沒有突然岔開的突兀感，岔開之後的話題也都和內容有接軌，看得蠻舒服的，而且講解的一樣淺顯易懂，真的很謝謝兩位教授和團隊的辛苦付出，讓我能夠以比較快速的方式理解所謂的「疊加態」是什麼，以及為什麼科學家會提出疊加態這種觀念。希望你們能夠繼續產出優質的影片，在此感謝所有團隊成員，辛苦了！
@QuBear2023 Ай бұрын
感謝您的支持！
@user-tb7qz8jn9g Ай бұрын
依照講自旋的步調下去，有機會講EPR悖論、量子糾纏、貝爾不等式嗎? 想聽聽量子熊怎麼講他們的
@QuBear2023 Ай бұрын
感謝您的建議，量子熊已經記下來 😄
@daievan1676 Ай бұрын
这个频道太棒了，真是好运从泛科学那里了解到qubear！感谢两位教授的通俗科普！
@QuBear2023 Ай бұрын
感謝您的支持與鼓勵 😄
@rice121714 25 күн бұрын
這讓我想到所有科幻片的太空戰爭裡大家的頭、腳方向都一樣，幾個交錯、轉向後根本不會在同一方向。
@ALBEVA Ай бұрын
雖然這道理聽了很多次，但剛剛突然想到 為何量子物理學家不說: 自旋是特性是磁場測量環境賦予的狀態 (事後被磁場trigger，跟超導體或反磁性物質的解釋同一套路)，只是trigger向上向下的機率是1/2 (因為全世界的電子都一樣) 而選擇: 量子本身就先有1/2的正旋或逆旋?? 當然，或許這兩種解釋方法，實務上也很難分辨 (再出一個Bear不等式處理🥲) 大家可能會拿為何trigger向上的電子，通過下一個磁場還是繼續向上反駁....因為他們需要時間恢復 (如果這樣設計，這考題人類很難實驗破解了😂)
@user-gv6xe1le6s Ай бұрын
因為物理學家很懶，他們覺得現在的講法比較簡單（其實也不簡單 😆）
@ALBEVA Ай бұрын
@@user-gv6xe1le6s 其實不簡單，所以才會有圍繞疊加態這個點不斷發明新實驗....顯然大家還是想理解疊加的本質到底是什麼，而非純然接受 (當然老師只是把這道理講給學生聽，不表示老師心目中沒有想到更細緻的實驗與解釋)
@user-Loki-young0515 27 күн бұрын
应该讲一下电子的旋转是四维的，SP（2）对称，经典的旋转空间是SU（3）
@user-pe2vw3qg5w Ай бұрын
兩位教授熱情又詳細的解說後，我想提一下，物質界的粒子不一定要有電磁場才會自旋，只是在4維度的地球上還沒有儀器測量出來，但人類的量子級或更微細等級的靈魂粒子可產生意識共振效應而可以相互作用。且粒子順時針旋轉會向下運動，逆時針旋轉會向上運動。
@user-um8xn6zu2w Ай бұрын
現在高中108課綱數學沒有eigen vector 和 eigen value，自然組也沒有😢😢
@gostar089 Ай бұрын
上一版的課綱就沒有了，不是108改掉的
@LiverFritter Ай бұрын
我知道上、上、下、下、左、右、左、右、A、B、B、A 按完以後就會變成武器全滿了。
@LanceKer Ай бұрын
講得很清楚。
@QuBear2023 Ай бұрын
感謝您的支持😁
@DachsTear Ай бұрын
謝謝老師講解；難道這就是去相干之後再恢復疊加態的方法!??請問老師量子邏輯閘的計算方法是??
@QuBear2023 Ай бұрын
這真的是很棒的問題！影片中經過SG測量後會得到特定的自旋狀態，這與量子位元去相干並不相同喔 😁
@DachsTear Ай бұрын
@@QuBear2023 謝謝老師回覆，小的第一次在YT留言就收到大師回覆誠惶誠恐😆。 我到目前對量子糾纏與去相干的理解是： 量子糾纏態 -> 測量行為(此例中為SG測量) -> 機率塌縮 -> 去相干 -> 得到分離的自旋方向。 所以其實量子位元的去相干與此是不同事件? (此去相干非彼去相干?XD🤣)
@Bigdreamsbuilder Ай бұрын
果然看完后，我脑子认知系统已经发生了"熵增现象"😂，但还是认知可接受范围内~😊
@QuBear2023 Ай бұрын
感謝支持，希望沒有輸出太多資訊熵給你🤣
@kouenshi7926 Ай бұрын
太精采了！謝謝老師！
@QuBear2023 Ай бұрын
感謝支持😁
@chunheikwok6738 Ай бұрын
電子不統一就不出能量是點粒子伯努力嗎? 量子穿隧? 像彈珠台的兩個撓板卡住不能穿越?卡珠子骨牌有沒有可能是高維磁場時空投影出來電子自旋,連貫性?他們都是場只是維度不同但同一體,所以不用旋轉光速只是浮起? 不太清楚電子雲隨機是否能量夠就可以不是2/1,量子穿隧穿過電子雲?? 因經過 x設備 成為了另類干涉而重新賦予機率,而非阻擋產生關係,這算借能量嗎?
@PopkinYT 22 күн бұрын
10:44 想詢問關於這個時間段提到的學生提問 在 8:40 有提到，加磁場後，才會產生 S 跟 Sz，而S的方向是取決於外加磁場的方向，也因此訂定 Sz 的兩種數值狀態 倘若 S 的方向是由外加磁場決定的，那為何學生會提出磁場方向(z軸)和 S 方向同向的問題呢？ S的方向不是永遠相對於磁場方向嗎？電子隨著磁場方向轉動，所以才會得出永遠只有+1/2和-1/2的數值，這樣的解釋有錯誤的地方嗎？
@QuBear2023 20 күн бұрын
好問題！主要原因是自旋三個分量 (Sx, Sy, Sz) 滿足測不準原理，無法同時量準。因此當磁場方向偏離原先z軸時，在新的軸向上的分量會量出 (1/2) hbar, -(1/2) hbar，但在垂直方向上就量不準，因此永遠對不準，就跟蜻蜓老師、ZERO老師講解的這樣～
@QuBear2023 20 күн бұрын
既然自旋三個分量 (Sx, Sy, Sz) 無法同時量準，那我們可以同時量準哪些呢？經過一番計算後，可以證明自旋角動量的大小S與磁場方向的分量Sz，兩者可以同時量準。對於電子自旋來說，S等於 (根號除以2) hbar，實驗測量或是理論計算都是這個值，跟磁場方向無關喔！
@user-tb7qz8jn9g Ай бұрын
一定要把第二個S-G裝置偏90度到X軸，Z方向的自旋向下才會復活嗎? 把第二個S-G裝置只偏個1度或89度會怎樣?
@QuBear2023 Ай бұрын
也會復活，只是出現機率較為繁複
@luterrytw Ай бұрын
我想知道雙狹縫，量子擦除的實驗，網路上很多謬誤的科普，講得很靈異
@QuBear2023 Ай бұрын
感謝建議，可以去逛逛 量子熊X 泛科學 的相關解說影片喔 😄
@bw8701 Ай бұрын
謝謝謝謝教授的講解！其實個人感覺這集呈現的數學不會太難，對科普來說拿捏得很棒！至於對我個人來說，再多講一點點數學也是可以接受的。 看完影片後有兩個問題想要請教： 1. 既然我們只能量到(1/2)(h bar)，那麼((根號3)/2)(h bar)到底有什麼意義呢？ 2. 為什麼我們要說1/2hbar是自旋的投影，而不是考慮它是自旋角動量本身，只是外加磁場後會把自旋的軸向確立下來呢？或者這麼說，電子這個現象的磁矩(我還是比較喜歡回到磁矩理解基礎現象，如果需要計算時再採用自旋的概念)，平時的方向是不固定的，只有在外加磁場時，才會確定與磁場平行的磁矩方向，而且機率大約一半一半。這樣的理解會有什麼問題嗎？個人感覺這樣的看法在理解兩個實驗上也很合理，而且在看上面的矩陣運算時沒有很明顯的衝突，反而對我來說會比較能夠理解矩陣的意思。簡單來說：通過z方向的磁場就是決定自旋軸向為z方向，此時如果我們對向上與向下進行區別與篩選，電子就只會表現出其中一個旋向。可是當我們外加x方向的磁場，電子的自旋軸又被決定為x方向，這個時候z方向的篩選效果自然就消失了。
@gostar089 Ай бұрын
1/2 h bar 是基態(最低能階)，其他比它大的都是激發態。
@user-gv6xe1le6s Ай бұрын
(1/2)(h bar)是自旋角動量分量，((根號3)/2)(h bar)是自旋角動量本身大小，自旋角動量本身大小雖然不能直接量到，可是在角動量需要相加時（例如自旋-軌道耦合），需要用整個角動量去處理，才會符合角動量守恆等概念： zh.wikipedia.org/zh-tw/%E8%87%AA%E6%97%8B-%E8%BB%8C%E9%81%93%E4%BD%9C%E7%94%A8
@bw8701 Ай бұрын
@@user-gv6xe1le6s感謝您的回答，個人感覺二分之根號三是從s(s+1)算出來的，對嗎？問題是我不是很懂為什麼需要這麼考慮。 之前阿文教授曾在解答我對l(l+1)的疑惑時提到對易性，其實我不是很懂加入升降算子是怎麼弄出j(j+1)的。而且還有一個問題是J_+J_-，以及J^2與J_z，哪些是量得到的呢？這個概念運用到電子自旋時，又是什麼樣的想法呢？ 或者說，為什麼考慮電子的自旋要與外加磁場有個夾角呢？最後這個問題我有先請教GPT4，得到的答案是由於不確定原理，我們無法確定電子自旋的其他分量，請問這個理解正確嗎？
@user-gv6xe1le6s Ай бұрын
@@bw8701 就我的理解，可以參考這裡： zh.wikipedia.org/zh-tw/%E8%A7%92%E5%8B%95%E9%87%8F%E7%AE%97%E7%AC%A6 也就是說這個l(l+1)是解角動量算符平方的本徵方程後必然的結果，雖然它不能直接量到，但是同一個本徵函數給我們角動量分量的本徵值是符合實驗的，所以我們認為它是對。（當然還有角動量相加、角動量守恆等間接證據也支持它。） 用不確定原理去想也是可以，因為角動量分量之間是不對易的，所以和x與p一樣，確定了一個，另一個就是不確定。
@user-tb7qz8jn9g Ай бұрын
S-G裝置是不是跟「偏振器」是類似的東西?
@QuBear2023 Ай бұрын
是的 😃
@user-tb7qz8jn9g Ай бұрын
宇宙對稱有話題讓我想到「宇稱不守恆」問題，有機會講到嗎? 吳健雄的核實驗很少人能說得很通俗
@QuBear2023 Ай бұрын
很有趣的建議，感謝！
@user-tb7qz8jn9g Ай бұрын
把自旋向上的銀原子全部集中起來，會得到一塊銀磁鐵嗎? 銀被磁化了嗎?
@QuBear2023 Ай бұрын
是的，至少理論上是 🤣 但實際上這非常難長時間維持，所以要有一塊「銀磁鐵」是非常不容易的
@andyyeh75 Ай бұрын
機戰玩家被超電磁Spin（誤）推薦進來的請舉手 👋
@23.5 Ай бұрын
😂😂😂
@user-tb7qz8jn9g Ай бұрын
經過Z軸的S-G後，向上與向下的銀原子比例是多少，真的就是50%嗎? 那上帝還真得很公平的擲骰子
@QuBear2023 Ай бұрын
這比例與原先狀態有關，若是原先銀原子處於熱平衡，那就沒有特定的方向偏好，則自旋向上向下的比例各半
@tigersin8951 Ай бұрын
封面還以為是機戰百科~XD
@user-gv6xe1le6s Ай бұрын
看標題還以為是要講密技「上上下下左右左右BA」 XD
@user-tb7qz8jn9g Ай бұрын
第一次經過Z軸S-G後，自旋向上的銀原子再經過一次Z軸S-G，還會出現自旋向下的銀原子嗎?
@QuBear2023 Ай бұрын
不會喔
@user-xf5ru7mj9e Ай бұрын
23:55 所以本徵態和疊加態是可以同時存在的嗎
@user-gv6xe1le6s Ай бұрын
所謂的疊加態就是本徵態的疊加啊
@gostar089 Ай бұрын
疊加態只有在未觀測以前才會存在。物理狀態於觀測後會塌縮至疊加態裡的其中一個本徵態，這時候該物理量就被確定了。
@user-xf5ru7mj9e Ай бұрын
@@gostar089 可是他說x方向的本徵態可以用z方向的本徵態的疊加態表示
@gostar089 Ай бұрын
一個測量只能觀測一個物理量，而x,y,z三軸是獨立開來的。 我們可以測x軸，也可以測y軸或z軸，但是“同時間只能測量一個”。 所以我們習慣標記z軸來當作我們測量的軸，這個時刻我們沒辦法確定x,y軸的同一種物理量。只能透過已知的z軸本徵態作為基底來拼湊x,y軸的本徵態。也就是影片上那樣子。
@gostar089 Ай бұрын
@@user-xf5ru7mj9e以上回覆
@yishengshen6025 Ай бұрын
微學習平台連結失效?
@QuBear2023 Ай бұрын
微學習平台將以KZfaq頻道的社群頁面連結，預計6月初登場，敬請期待～
@cheesej02 Ай бұрын
量子熊微學習平台好像無法進入
@QuBear2023 Ай бұрын
出了點技術問題，我們將學習模組移動到另一台主機，目前正在測試中。預計6月初會串連KZfaq社群頁面上線，敬請期待😀
@ZhongNanHai_01 Ай бұрын
台灣人是不是不喜歡安安靜靜講課😮有什麼必要好像講給弱智小朋友聽一樣哄開心吵鬧著講😅？
@maxgcool Ай бұрын
教學方法有很多樣態，能用詼諧幽默方式將艱澀知識科普讓大眾願意點進來學習，也不失為好的教育方式，畢竟科普本來就很辛苦。
@user-gv6xe1le6s Ай бұрын
台灣當然也有比較傳統的講課風格，例如臺大科學教育發展中心CASE的講座： www.youtube.com/@NTUCASE 但是台灣最可貴的就是多元化，尊重各種不同風格的老師 😆
揚生慈善基金會_Yang Sheng Foundation
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PanSci 泛科學
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