Quantum Spin - Visualizing the physics and mathematicsYouTube↗  IA↗(long shot)
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Contributed subtitles
Japanese t fuka
Spanish (Latin America) eugenio GZ
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Lo spin quantico di particelle fondamentali come gli elettroni
Spin kuantum partikel fundamental seperti elektron
è profondamente diverso dal concetto di spin nella fisica classica.
sangat berbeda dari konsep spin dalam fisika klasik.
Nella fisica classica, la rotazione di un oggetto può essere
Dalam fisika klasik, putaran suatu benda bisa
descritta da una freccia che punta lungo l'asse di rotazione.
dijelaskan oleh panah yang menunjuk pada poros rotasi.
La lunghezza della freccia indica la velocità di rotazione dell'oggetto.
Panjang panah menunjukkan tingkat di mana objek berputar.
Una freccia puntata nella direzione opposta indica
Panah yang menunjuk ke arah yang berlawanan menunjukkan
che l'oggetto sta ruotando nella direzione opposta.
bahwa objek berputar ke arah yang berlawanan.
Se cambiamo l'asse di rotazione, la freccia cambia di conseguenza.
Jika kita mengubah sumbu rotasi, panah akan berubah.
In qualsiasi momento, questa freccia può essere considerata come
Pada waktu tertentu, panah ini dapat dianggap sebagai
una combinazione di tre frecce puntate in ciascuna delle tre dimensioni.
kombinasi dari tiga panah yang menunjuk pada masing-masing dari tiga dimensi.
Ci riferiamo a queste tre frecce come
Kami menyebut ketiga panah ini sebagai
il "componente di spin nella direzione X", ...
"komponen putaran ke arah X", ...
... il "componente di spin in direzione Y",
... "komponen putaran ke arah Y",
... e il "componente di spin in direzione Z".
... dan "komponen spin ke arah Z."
Nella fisica classica,
Dalam fisika klasik,
è possibile conoscere contemporaneamente i valori di tutte e tre le frecce.
adalah mungkin untuk mengetahui nilai-nilai dari ketiga panah secara bersamaan.
E nella fisica classica, queste frecce possono avere qualsiasi lunghezza.
Dan dalam fisika klasik, panah-panah ini dapat memiliki panjang.
Se la rotazione della particella è allineata nella direzione Z,
Jika putaran partikel disejajarkan dengan arah Z,
poi nella fisica classica,
maka dalam fisika klasik,
i componenti X e Y dello spin verrebbero risulterebbero zero.
komponen X dan Y dari putaran akan diukur menjadi nol.
Ma, nella fisica quantistica, non misurano mai zero
Tapi, dalam fisika kuantum, kita tidak pernah mengukur nol
né per i componenti della rotazione di un elettrone nella direzione X, Y o Z,
untuk komponen spin elektron dalam arah X, Y, atau Z,
né in nessun'altra direzione.
atau ke arah lain.
Pertanto, non è possibile rappresentare con precisione lo spin nella meccanica quantistica
Oleh karena itu tidak mungkin untuk secara akurat mewakili putaran dalam mekanika kuantum
con una freccia che punta lungo un asse di rotazione,
dengan panah yang menunjuk pada sumbu rotasi,
come mostrato qui per il caso della fisica classica.
seperti yang ditunjukkan di sini untuk kasus fisika klasik.
Questo non descrive accuratamente lo spin quantico di un elettrone,
Ini tidak secara akurat menggambarkan putaran kuantum elektron,
poiché questa immagine implica falsamente che i componenti X e Y dello spin sono zero,
karena gambar ini secara tidak langsung menyatakan bahwa komponen X dan Y dari spin adalah nol,
caso che non accade mai.
yang tidak pernah terjadi.
Per un elettrone,
Untuk elektron,
siamo in grado di misurare solo uno di questi tre componenti di spin alla volta,
kami hanya dapat mengukur satu dari tiga komponen putaran ini sekaligus,
e c'è solo una lunghezza possibile che tutte e tre le frecce possano mai essere osservate.
dan hanya ada satu kemungkinan panjang yang bisa diamati oleh ketiga panah.
Ad esempio, la freccia che rappresenta il componente Z della rotazione di un elettrone
Misalnya, panah yang mewakili komponen Z dari putaran elektron
è sempre osservato come puntato verso l'alto o verso il basso,
selalu diamati sebagai menunjuk ke atas atau ke bawah,
ma la lunghezza di questa freccia non cambia mai.
tetapi panjang panah ini tidak pernah berubah.
Supponiamo di misurare il componente di spin di un elettrone nella direzione Z.
Misalkan kita mengukur komponen spin elektron dalam arah Z.
Se le uniche altre misurazioni che facciamo su questo elettrone
Jika hanya pengukuran lain yang kita lakukan pada elektron ini
sono altre misure di rotazione nella direzione Z,
adalah pengukuran lain putaran ke arah Z,
quindi otterremo sempre lo stesso risultato della nostra misurazione originale.
maka kita akan selalu mendapatkan hasil yang sama seperti pada pengukuran awal kita.
Ma, nel momento in cui misuriamo la componente di spin dell'elettrone in una
Tapi, saat kita mengukur komponen spin elektron di salah satunya
delle altre due direzioni, perdiamo tutta la conoscenza della sua rotazione nella direzione Z.
dua arah lainnya, kita kehilangan semua pengetahuan tentang putarannya ke arah Z.
Dopo aver nuovamente misurato la rotazione dell'elettrone nella direzione Z, c'è
Setelah kita mengukur lagi putaran elektron dalam arah Z, ada
il 50% di probabilità che sarà nella direzione opposta rispetto a prima.
probabilitas 50% bahwa itu akan berada di arah yang berlawanan dari sebelumnya.
Se conosciamo la rotazione dell'elettrone in una direzione, allora le rotazioni dell'elettrone
Jika kita mengetahui elektron berputar dalam satu arah, maka elektron berputar dalam
nelle altre due direzioni sono in condizioni indeterminate intrinsecamente inconoscibili.
dua arah lainnya berada dalam kondisi tak tentu yang secara inheren tidak dapat diketahui.
Se questo elettrone è in entaglement con un'altra particella da qualche altra parte nell'universo,
Jika elektron ini terjerat dengan partikel lain di tempat lain di alam semesta,
allora è possibile avere uno stato quantico in cui lo spin dell'elettrone
maka dimungkinkan untuk memiliki keadaan kuantum di mana elektron berputar
è intrinsecamente inconoscibile in tutte le direzioni contemporaneamente,
secara inheren tidak dapat diketahui di segala arah secara bersamaan,
comprese le direzioni non allineate ad alcuno di questi tre assi.
termasuk arah yang tidak selaras dengan salah satu dari ketiga sumbu ini.
Ma se il sistema è composto solo da questo elettrone e nient'altro, allora
Tetapi, jika sistem hanya terdiri dari satu elektron ini dan tidak ada yang lain, akan ada
ci sarà sempre esattamente una direzione in cui è possibile conoscere la rotazione con certezza,
selalu tepat satu arah di mana dimungkinkan untuk mengetahui putaran dengan pasti,
sebbene questa direzione possa o meno essere allineata con uno di questi tre assi.
meskipun arah ini mungkin atau mungkin tidak selaras dengan salah satu dari tiga sumbu ini.
Concentriamoci su sistemi che coinvolgono solo un singolo elettrone,
Mari kita fokus pada sistem yang hanya melibatkan satu elektron,
e facciamo in modo che la freccia gialla rappresenti l'unica direzione
dan mari panah kuning mewakili satu arah
in cui è possibile conoscere la rotazione con certezza al 100%.
di mana dimungkinkan untuk mengetahui putaran dengan kepastian 100%.
Le probabilità di misurare la rotazione dell'elettrone in tutte le direzioni possibili,
Probabilitas mengukur putaran elektron di semua arah yang mungkin,
comprese le direzioni non necessariamente allineate con uno di questi tre assi,
termasuk arah yang belum tentu selaras dengan salah satu dari tiga sumbu ini,
è determinata da ciò che chiamiamo lo stato di spin quantistico dell'elettrone.
ditentukan oleh apa yang kita sebut keadaan spin kuantum elektron.
Lo stato di spin quantico dell'elettrone è descritto matematicamente da due numeri.
Keadaan spin kuantum elektron dijelaskan secara matematis oleh dua angka.
Questi possono essere numeri complessi con componenti immaginarie, ma inizialmente
Ini bisa berupa bilangan kompleks dengan komponen imajiner, tapi mari kita awalnya
consideriamo solo i casi in cui le componenti immaginarie di entrambi i numeri sono zero.
pertimbangkan saja kasus-kasus di mana komponen imajiner dari kedua angka tersebut adalah nol.
I veri componenti di questi due numeri sono
Komponen sebenarnya dari kedua angka ini adalah
rappresentati dalle due coordinate di questa freccia verde.
diwakili oleh dua koordinat panah hijau ini.
La sfera rossa rappresenta il primo numero,
Bola merah mewakili angka pertama,
e la sfera blu rappresenta il secondo numero.
dan bola biru mewakili angka kedua.
Se il primo numero è "uno" e il secondo numero è "zero", questo indica
Jika angka pertama adalah "satu" dan angka kedua adalah "nol", maka ini menunjukkan
che sappiamo con certezza al 100% che la componente Z di spin è rivolta verso l'alto.
yang kita tahu dengan kepastian 100% bahwa komponen Z spin diarahkan.
D'altra parte, se il primo numero è "zero" e il secondo numero è "uno",
Di sisi lain, jika angka pertama adalah "nol" dan angka kedua adalah "satu",
allora questo indica che lo sappiamo con certezza al 100%
maka ini menunjukkan bahwa kita tahu dengan kepastian 100%
che il componente Z di spin è rivolto verso il basso.
bahwa komponen Z spin diarahkan ke bawah.
Questa combinazione di numeri indica che sappiamo con certezza al 100%
Kombinasi angka ini menunjukkan bahwa kita tahu dengan pasti 100%
che il componente X dello spin è puntato nella direzione negativa.
bahwa komponen X putaran ditunjuk ke arah negatif.
Questa combinazione di numeri indica che sappiamo con certezza al 100%
Kombinasi angka ini menunjukkan bahwa kita tahu dengan pasti 100%
che il componente X dello spin è puntato nella direzione positiva.
bahwa komponen X putaran ditunjuk ke arah positif.
Aggiungiamo questo nuovo asse per rappresentare la componente immaginaria del secondo numero.
Mari kita tambahkan sumbu baru ini untuk mewakili komponen imajiner dari angka kedua.
Questa combinazione di numeri indica che sappiamo con certezza al 100%
Kombinasi angka ini menunjukkan bahwa kita tahu dengan pasti 100%
che il componente Y dello spin è puntato nella direzione positiva.
bahwa komponen Y dari putaran ditunjukkan ke arah positif.
Questa combinazione di numeri indica che sappiamo con certezza al 100%
Kombinasi angka ini menunjukkan bahwa kita tahu dengan pasti 100%
che il componente Y dello spin è puntato nella direzione negativa.
bahwa komponen Y dari putaran ditunjukkan ke arah negatif.
La freccia verde può essere puntata in qualsiasi direzione, purché abbia una lunghezza di 1.
Panah hijau dapat diarahkan ke segala arah, asalkan memiliki panjang 1.
Quando l'elettrone non interagisce con nulla,
Ketika elektron tidak berinteraksi dengan apa pun,
e non stiamo effettuando alcuna misurazione,
dan kami tidak melakukan pengukuran apa pun,
la freccia verde che rappresenta lo stato di spin quantico non cambierà mai direzione.
panah hijau yang mewakili keadaan putaran kuantum tidak akan pernah mengubah arah.
Ma, nel momento in cui facciamo un'osservazione di uno dei componenti dello spin,
Tapi, saat kita melakukan pengamatan terhadap salah satu komponen putaran,
la direzione della freccia verde cambierà in uno degli stati quantistici
arah panah hijau akan berubah menjadi salah satu status kuantum
dove quel particolare componente di spin è noto con certezza al 100%.
di mana komponen putaran tertentu diketahui dengan kepastian 100%.
Concentriamoci di nuovo su tutti i casi in cui
Mari kita fokus lagi pada semua case mana
le componenti immaginarie di entrambi i numeri sono zero.
komponen imajiner dari kedua angka adalah nol.
La probabilità che il componente Z dello spin venga misurato per essere puntato verso l'alto
Probabilitas bahwa komponen Z putaran akan diukur untuk diarahkan ke atas
è dato dal quadrato della lunghezza di questa linea rossa.
diberikan oleh kuadrat dari panjang garis merah ini.
La probabilità che il componente Z dello spin venga misurato sia rivolto verso il basso
Probabilitas bahwa komponen Z putaran akan diukur dengan menunjuk ke bawah
è dato dal quadrato della lunghezza di questa linea blu.
diberikan oleh kuadrat dari panjang garis biru ini.
In questa condizione, il quadrato della lunghezza della linea rossa è 1,
Dalam kondisi ini, kuadrat dari panjang garis merah adalah 1,
e il quadrato della lunghezza della linea blu è zero,
dan kuadrat dari panjang garis biru adalah nol,
indicando una probabilità del 100% che la componente Z di spin sia rivolta verso l'alto,
menunjukkan probabilitas 100% bahwa komponen Z putaran diarahkan,
e una probabilità dello 0% che sia rivolta verso il basso.
dan probabilitas 0% yang ditunjukkan.
In questa condizione, con la componente Z di spin nota con certezza,
Dalam kondisi ini, dengan komponen Z putaran diketahui dengan pasti,
i quadrati delle lunghezze delle linee arancione e viola sono entrambi uguali alla metà,
kuadrat dari panjang garis oranye dan ungu sama dengan satu setengah,
indicando che esiste una probabilità del 50% che
menunjukkan bahwa ada kemungkinan 50% bahwa
Il componente X dello spin è nella direzione positiva o negativa.
Komponen X spin berada dalam arah positif atau negatif.
La probabilità che il componente X dello spin venga misurato
Probabilitas bahwa komponen X putaran akan diukur dalam
nella direzione X positiva è data dal quadrato della lunghezza di questa linea arancione.
arah X positif diberikan oleh kuadrat dari panjang garis oranye ini.
E la probabilità che sarà misurata
Dan probabilitas bahwa itu akan diukur dalam
nella direzione X negativa è data dal quadrato della lunghezza di questa linea viola.
arah X negatif diberikan oleh kuadrat dari panjang garis ungu ini.
In questa condizione, il quadrato della lunghezza della linea arancione è 1,
Dalam kondisi ini, kuadrat dari panjang garis oranye adalah 1,
e il quadrato della lunghezza della linea viola è 0,
dan kuadrat dari panjang garis ungu adalah 0,
indicando che sappiamo con certezza al 100% che il
menunjukkan bahwa kita tahu dengan kepastian 100% bahwa
Il componente X dello spin è nella direzione X positiva.
Komponen X putaran berada dalam arah X positif.
Ma i quadrati delle lunghezze delle linee rosse e blu sono ora entrambi uguali alla metà,
Tapi, kuadrat dari panjang garis merah dan biru sekarang sama dengan setengah,
indicando una probabilità del 50% che il componente Z di spin sia puntato verso l'alto o verso il basso.
menunjukkan kemungkinan 50% bahwa komponen Z putaran dinaikkan ke atas atau ke bawah.
Aggiungiamo di nuovo l'asse che rappresenta il componente immaginario del secondo numero.
Mari kita tambahkan lagi sumbu yang mewakili komponen imajiner dari angka kedua.
Sebbene il primo numero possa anche avere una componente immaginaria,
Meskipun angka pertama juga dapat memiliki komponen imajiner,
mostreremo solo esempi in cui la componente immaginaria del primo numero è zero,
kami hanya akan menunjukkan contoh di mana komponen imajiner dari angka pertama adalah nol,
a causa del fatto che questa animazione si limita a mostrare solo tre dimensioni spaziali.
karena kenyataan bahwa animasi ini terbatas hanya menampilkan tiga dimensi spasial.
I quadrati delle lunghezze delle linee rosse e blu continueranno a indicare
Kuadrat dari panjang garis merah dan biru akan terus menunjukkan
le probabilità di misurare la componente Z di spin come prima.
probabilitas mengukur komponen Z putaran seperti sebelumnya.
Se la freccia verde è in questa posizione,
Jika panah hijau berada di posisi ini,
allora abbiamo una probabilità del 100% che
maka kita memiliki probabilitas 100% bahwa
Il componente Y dello spin verrà misurato nella direzione Y positiva.
Komponen Y putaran akan diukur dalam arah Y positif.
Con la freccia verde in questo orientamento,
Dengan panah hijau dalam orientasi ini,
conosciamo la componente Y dello spin con certezza al 100%,
kita tahu komponen Y putaran dengan kepastian 100%,
ma i quadrati delle linee rosse e blu indicano che esiste una probabilità del 50%
tetapi kuadrat dari garis merah dan biru menunjukkan bahwa ada kemungkinan 50%
del componente Z dello spin essendo nella direzione Z positiva o Z negativa.
dari komponen Z dari putaran berada dalam arah Z positif atau negatif.
Più siamo certi della rotazione dell'elettrone in una delle tre
Semakin yakin kita tentang putaran elektron pada salah satu dari ketiganya
dimensioni, meno siamo certi siamo della sua rotazione nelle altre due dimensioni.
dimensi, semakin kurang pasti kita tentang putaran di dua dimensi lainnya.
Quando l'elettrone non interagisce con nulla,
Ketika elektron tidak berinteraksi dengan apa pun,
e non stiamo effettuando alcuna misurazione,
dan kami tidak melakukan pengukuran apa pun,
la freccia verde che rappresenta lo stato di spin quantico non cambierà mai direzione.
panah hijau yang mewakili keadaan putaran kuantum tidak akan pernah mengubah arah.
Ma, nel momento in cui facciamo un'osservazione di uno dei componenti dello spin,
Tapi, saat kita melakukan pengamatan terhadap salah satu komponen putaran,
la direzione della freccia verde cambierà in uno degli stati quantistici
arah panah hijau akan berubah menjadi salah satu status kuantum
dove quel particolare componente di spin è noto con certezza al 100%.
di mana komponen putaran tertentu diketahui dengan kepastian 100%.
Per ogni dato stato quantico, possiamo calcolare la probabilità per
Untuk keadaan kuantum tertentu, kita dapat menghitung probabilitas untuk
le misure di rotazione in tutte e tre le dimensioni attraverso la seguente procedura.
pengukuran putaran dalam ketiga dimensi melalui prosedur berikut.
Ogni possibile stato di spin quantico per un elettrone
Setiap keadaan putaran kuantum yang mungkin untuk sebuah elektron
può essere scritto matematicamente come segue.
dapat ditulis secara matematis sebagai berikut.
Le variabili "C" sono costanti che possono avere valori complessi,
Variabel "C" adalah konstanta yang dapat memiliki nilai kompleks,
con componenti reali e componenti immaginari.
dengan komponen nyata dan komponen imajiner.
Possiamo calcolare le probabilità di misurare il componente Z di spin
Kita dapat menghitung probabilitas pengukuran komponen Z putaran
attraverso le seguenti equazioni.
melalui persamaan berikut.
Ogni possibile stato di spin quantico può anche essere invece scritto come segue.
Setiap keadaan putaran kuantum yang mungkin juga dapat ditulis sebagai berikut.
Come prima, le variabili "C" sono costanti che possono avere valori complessi.
Seperti sebelumnya, variabel "C" adalah konstanta yang dapat memiliki nilai kompleks.
Possiamo calcolare le probabilità di misurare il componente X di spin
Kita dapat menghitung probabilitas pengukuran komponen X putaran
attraverso le seguenti equazioni.
melalui persamaan berikut.
Ogni possibile stato di spin quantico può anche essere invece scritto come segue.
Setiap keadaan putaran kuantum yang mungkin juga dapat ditulis sebagai berikut.
Come prima, le variabili "C" sono costanti che possono avere valori complessi.
Seperti sebelumnya, variabel "C" adalah konstanta yang dapat memiliki nilai kompleks.
Possiamo calcolare le probabilità di misurare il componente Y dello spin
Kita dapat menghitung probabilitas untuk mengukur komponen Y dari putaran
attraverso le seguenti equazioni.
melalui persamaan berikut.
Ognuno dei tre diversi modi mostrati di scrivere lo stato quantico deriva dal
Masing-masing dari tiga cara berbeda yang ditunjukkan untuk menulis keadaan kuantum berasal dari
fatto che lo spin in ciascuna delle tre dimensioni ha una matrice associata ad essa.
fakta bahwa putaran di masing-masing tiga dimensi memiliki matriks yang terkait dengannya.
Ogni matrice ha due autovettori.
Setiap matriks memiliki dua vektor eigen.
Ognuno di questi autovettori rappresenta uno degli stati quantici di cui abbiamo discusso
Masing-masing vektor eigen ini mewakili salah satu status kuantum yang telah kita diskusikan
in questo video, in cui la rotazione in una direzione è nota con certezza al 100%.
dalam video ini, di mana putaran dalam satu arah dikenal dengan kepastian 100%.
Supponiamo di voler misurare lo spin di un elettrone in una direzione
Misalkan kita ingin mengukur putaran elektron dalam suatu arah
che non è allineato con l'asse X, Y o Z e che descriviamo
yang tidak selaras dengan sumbu X, Y, atau Z, dan yang kami jelaskan
questa direzione con una freccia di lunghezza uno, che chiamiamo "vettore unitario".
arah ini dengan panah panjang satu, yang kita sebut "vektor satuan."
La matrice associata allo spin in questa direzione è una combinazione lineare
Matriks yang terkait dengan putaran dalam arah ini adalah kombinasi linear
delle tre matrici mostrate in precedenza, nelle stesse esatte proporzioni
dari tiga matriks yang ditunjukkan sebelumnya, dalam proporsi yang sama persis
poiché il vettore unitario che descrive questa direzione è una combinazione lineare
sebagai vektor satuan yang menggambarkan arah ini adalah kombinasi linear
di vettori di unità puntati nelle direzioni X, Y e Z.
vektor satuan yang ditunjukkan dalam arah X, Y, dan Z.
La rotazione nella direzione associata a questa nuova matrice è nota con certezza al 100%
Putaran ke arah yang terkait dengan matriks baru ini dikenal dengan kepastian 100%
quando lo stato quantico si trova in uno degli autovettori per questa matrice.
ketika keadaan kuantum di salah satu vektor eigen untuk matriks ini.
Il valore della rotazione misurata in questa direzione
Nilai putaran yang diukur dalam arah ini
è l'autovalore associato a questo autovettore.
adalah nilai eigen yang terkait dengan vektor eigen ini.
Per un sistema costituito da un solo elettrone, ogni possibile stato di spin quantico
Untuk sistem yang hanya terdiri dari satu elektron, setiap keadaan putaran kuantum yang mungkin
corrisponde a conoscere la rotazione in una determinata direzione con certezza al 100%.
sesuai dengan mengetahui putaran di beberapa arah tertentu dengan kepastian 100%.
Tuttavia, se abbiamo un sistema con due elettroni che sono intrecciati tra loro,
Padahal, jika kita memiliki sistem dengan dua elektron yang terjerat satu sama lain,
allora è possibile avere uno stato quantico in cui gli spin
maka dimungkinkan untuk memiliki keadaan kuantum di mana berputar
sono completamente sconosciuti in tutte le direzioni.
sama sekali tidak dikenal di semua arah.
Molte più informazioni sono disponibili nei video intitolati
Lebih banyak informasi tersedia di video berjudul
"Entanglement quantico",
"Keterikatan Kuantum",
“Visualizzazione delle funzioni delle onde quantiche”,
"Visualisasi Fungsi Gelombang Kuantum",
"Operatori quantistici",
"Operator Kuantum",
"Schrodinger's Equation",
"Persamaan Schrodinger",
e negli altri video su questo canale.
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