Tomar una cámara de video y subir el fotogramas por segundo.
Prescindiendo de la corriente de los avances tecnológicos, se podría hacer en una cámara FPS ir tan rápido que cualquiera de las dos imágenes capturadas ser idénticos? Sería el logro de este desafio "tiempo"?
He trabajado en una cámara que tiene como uno de sus principales características la capacidad para aumentar los FPS hasta que se conteo de fotones individuales. Aquí está uno de los documentos pdf sobre ella. Usted podrá ver a partir de las cifras que hay una intrínseca equilibrio entre el ruido/calidad de imagen y el FPS, que es simplemente debido a las estadísticas de conteo de fotones ruido como el que recibe menos fotones. Véase, por ejemplo, en la figura 7, donde hay un examen de fotones de las estadísticas en diversos temporal y espacial de agrupamiento. Este tipo de análisis es muy relevante en baja luz de los límites de donde estamos, naturalmente, de fotones de hambre, pero debe ser claro para ver que el mismo concepto se extiende a una luz de alta límite, sólo con la capacidad de ir más corta marco veces de las que actualmente podemos.
Una vez que uno tiene para un período de tiempo MUY corto, Heisenberg del Principio de Incertidumbre empiezan a perturbar gravemente la imagen. Desde $\Delta E \Delta t \ge \frac{\manejadores}{2} \approx 5.3\times10^{-35}~\textrm{Js}$, y un azul de fotones es de alrededor de $5.0\times10^{-19}~\textrm{J}$, que nos deja en alrededor de $1.1\times10^{-16}~\textrm{s}$ como el marco de tiempo en el cual la medición es tan corto que la energía de la incertidumbre, sería equivalente a la energía de los fotones estábamos tratando de observar. Todo sería un ruidoso desenfoque en ese punto, y por lo tanto, esta es probablemente un límite fundamental para la luz visible.
Además de la buena respuesta de MSalters vale la pena señalar que el individuo fotones que llegan al detector de la cámara en diferentes momentos. La forma en que funcionan las cámaras es que convertir los fotones que llegan en una señal que puede ser leída.
No importa cuán alta la tasa de imágenes por segundo, habrá algún momento en el tiempo donde un cuadro está terminado y comienza uno nuevo.
Para las dos imágenes idénticas del objeto que está siendo fotografiada deben permanecer inmóviles en la escala de tiempo de los fps de velocidad - lo que significa que el objeto no puede moverse más allá de una distancia de la cámara puede resolver a partir de un fotograma al siguiente...
....y como MSalters señalar la llegada de fotones individuales en el detector puede llevar a otro punto que como los fps aumentan menos que los fotones son detectados por el marco y la imagen puede cambiar de fotograma a fotograma, simplemente debido a las estadísticas de su único ser un par de fotones detectados por fotograma.
Tomando esto a un extremo lógico si fps llega a ser tan alta que menos de un fotón es absorbido en cada fotograma, entonces usted podría tener los pares de imágenes idénticas, porque ellos no tienen señal en todos los...., pero yo creo que esta no es la respuesta que quería.
Son conscientes de que la luz está compuesta de quanta (Sophia podría haber sido un poco prematuro, en su comentario al decir QM no está involucrado). Cada uno de los fotones capturados por la cámara es capturado en un marco, para propósitos prácticos. Por tanto el problema como aumentar los FPS, es que cada fotograma se basa ahora en menos y menos fotones.
Esto no es sólo teoría. Hemos hecho este experimento, y obtener resultados sorprendentes. En particular, hemos hecho este experimento con la luz brillando a través de una doble rendija. Con una baja de FPS, tenemos más oscuras y más claras de las bandas. Pero con un alto FPS, vemos que cada fotograma tiene una increíblemente patrón aleatorio de fotón golpea. Las bandas más oscuras son oscuras porque no hay ningún golpe en la mayoría de los marcos, mientras que el más ligero bandas tienen uno o más fotones de aciertos en cada fotograma.
Lo principal aquí es que cada fotón se comporta bastante al azar. Es sólo en el agregado donde se ve la imagen real emerger de la aleatoriedad.
El Planck-Tiempo es un poco más alto que $t_p=5\cdot 10^{-44} \, \text{sec}$ para la velocidad de fotogramas máxima permitida por la mecánica cuántica es menos de $1 \, \text{marco}/t_p = 2\cdot 10^{43} \, \text{fotogramas/seg}$.
Hay una interesante phenonemon conocido como el quantum Zeno efecto que se refiere extremadamente rápida de las medidas (como su hipotético de la cámara) y los objetos que permanece inmóvil.
Decir que el estado de un sistema, por ejemplo. si un electrón del giro es hacia arriba o hacia abajo, se debe medir. De acuerdo a la clásica de la física, el sistema está en un estado en particular, y realizar la medición simplemente nos informa que el estado de lo que es.
De acuerdo a la cuántica, la física, el sistema es en realidad una mezcla de diferentes estados, que es descrito por una "función de onda". Cuando se realiza la medición, la función de onda "colapsa"* y el sistema se encuentra en un estado en particular; la función de onda nos indica la probabilidad de cada estado de ser "elegido".
Después de que se realice una medición, una nueva función de onda formas, ya que la probabilidad de que el sistema queda en el mismo estado disminuye con el tiempo, y la probabilidad de que en otros estados se incrementa.
El quantum Zeno efecto ocurre cuando medimos el sistema tan rápidamente que no hay tiempo suficiente para que la probabilidad de "correr" a los demás estados. Cada vez que tomamos una medida, es muy probable que la función de onda "colapso" del mismo estado que previamente medido. Mediante la medición del sistema con la suficiente rapidez, podemos causar a permanecer inmóvil durante el tiempo que quieras!
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