1. komponenta

Vrsta nastave	Ukupno
Predavanja	30
Seminar	15

* Opterećenje je izraženo u školskim satima (1 školski sat = 45 minuta)

CILJEVI PREDMETA: Cilj predmeta je potaknuti studente na samostalno promišljanje filozofskih problema koje otvara kvantna mehanika i pomoći im da oblikuju vlastiti stav o naravi suvremene fizike. U svrhu ostvarivanja toga cilja očekuje se da studenti ovladaju relevantnim temama filozofije znanosti (napose oprjeka realizma i antirealizma) te da razumiju temeljne teze najzastupljenijih tumačenja kvantne mehanike (kao i njihove posljedice po fiziku i filozofiju).

ISHODI UČENJA NA RAZINI PROGRAMA KOJIMA PREDMET DOPRINOSI:

1. ZNANJE I RAZUMIJEVANJE
1.2. pokazati temeljito poznavanje naprednih metoda teorijske fizike, a posebno klasične mehanike, klasične elektrodinamike, statističke fizike i kvantne fizike;
1.3. pokazati temeljito poznavanje važnijih fizikalnih teorija što uključuje njihovo značenje, eksperimentalnu motivaciju i potvrdu, logičku i matematičku strukturu i povezane fizikalne pojave;

2. PRIMJENA ZNANJA I RAZUMIJEVANJA
2.2. prepoznati analogije u situacijama koje su fizikalno različite, kao i u situacijama analognim fizikalnima te iskoristiti poznata rješenja u novim problemima

3. STVARANJE PROSUDBI
3.2. razviti osjećaj osobne odgovornosti kroz samostalni odabir izbornih sadržaja ponuđenih u studijskom programu

4. KOMUNIKACIJSKE SPOSOBNOSTI
4.1. raditi u interdisciplinarnom timu;
4.3. koristiti engleski jezik kao jezik struke pri komunikaciji, korištenju literature i pisanju znanstvenih i stručnih radova

5. SPOSOBNOST UČENJA
5.1. samostalno koristiti stručnu literaturu i ostale relevantne izvore informacija što podrazumijeva dobro poznavanje engleskog kao jezika struke

OČEKIVANI ISHODI UČENJA NA RAZINI PREDMETA:

Po uspješnom završetku kolegija Moderna fizika i filozofija student će biti sposoban:
* Navesti i kritički razmotriti temeljne stavove o naravi teorija u fizici;
* Navesti i kritički razmotriti temeljne stavove o naravi pokusa u fizici;
* Opisati i kritički razmotriti najvažnije tumačenja kvantne mehanike;
* Argumentirano raspravljati o filozofiji fizike;

SADRŽAJ PREDMETA:

1. tjedan: Uvod: nastanak kvantne mehanike i potreba za tumačenjem. Problem naravi "kvantona" - teorijski i eksperimentalni vidovi načela superponiranja kvantnih stanja i relacije neodređenosti: neutronska interferometrija, welcher Weg pokusi.
2. tjedan: Kvantiziranje elektromagnetnoga polja i fotoni: poluklasične teorije, pokus Hanbury-Browna i Twissa, jednofotonske interferencije, pokus odgođene odluke i cjelost kvantne pojave. Stacionarna stanja i kvantni udari.
3. tjedan: Rasprava o prikazanim pokusima. Iskustvena razina: kvantna mehanika i tehnologija. Teorijska razina: čista stanja i mješavine. Interpretacijska razina.
4. tjedan: Kvantnomehanični realizam. Vjerojatnost u kvantnoj mehanici. Epistemičko tumačenje, ansambli i nagnuća.
5. tjedan: Bohr i kopenhaško tumačenje.
6. tjedan: Bohmovo ontološko tumačenje i skrivene varijable.
7. tjedan: Statističko tumačenje. Kvantna logika.
8. tjedan: Kvantna mehanika i klasična fizika: rasprava između Einsteina i Bohra o naravi teorije, problem klasične granice kvantne mehanike.
9. tjedan: Problem vremena u kvantnoj mehanici: pokusi s vremenskim interferiranjem neutrona i atoma, raspad nestabilnoga stanja, Fransonov pokus i neodređenost vremena, relacija neodređenosti za vrijeme i energiju.
10. tjedan: Superpozicije makroskopski razlučivih stanja i kvantnomehanični problem mjerenja: opis mjerenja po von Neumannu - uvjeti i posljedice, Schrödingerov paradoks mačke, traganje za makroskopskim superpozicijama (SQUID).
11. tjedan: Rješenje problema mjerenja putem alternativne kvantnomehanične dinamike: dvostruka dinamika - redukcija valnoga paketa, tvar i duh; jedinstvena dinamika - stohastička tumačenja općenito, programi stohastičke nelinearne preinake Schrödingerove jednadžbe.
12. tjedan: Rješenje problema mjerenja putem alternativnoga tumačenja iskustva: dekoherencija putem utjecaja okoline, mnoštvo svjetova i mnoštvo umova. Modalna tumačenja i dekoherentne povijesti.
13. tjedan: EPR dilema, Bellova nejednakost i pokusi.
14. tjedan: GHZ teorem. Kvantna nelokalnost i teorija relativnosti. Neraščlanjivost (jednotnost) kvantne pojave.

OBVEZE STUDENATA:

Studenti su obvezni pohađati barem 20 sati predavanja i barem 10 sati seminara tijekom semestra. Studenti su obvezni pripremiti se za seminar čitanjem tekstova koji im se unaprijed dijele te izraditi i prezentirati seminarski rad.

OCJENJIVANJE I VREDNOVANJE RADA STUDENATA:

Nastoji se da se predavanja i seminari u što je moguće većoj mjeri iskoriste za aktivnu raspravu studenata o razmatranom problemu. Stoga su studenti obvezni pripremiti se za seminar čitanjem tekstova koji im se unaprijed dijele. Na seminarima studenti također izlažu seminarske radove. Ispit je samo usmeni, u trajanju od pola sata do jednoga sata po studentu. Student se ocjenjuje na temelju znanja pokazanoga tijekom rasprava na predavanjima i seminarima, znanja pokazanog na ispitu i ocjene seminarskoga rada.

1. B. Kožnjak, Eksperiment i filozofija, Zagreb, 2013.
2. T. Vukelja, Nesjedinljivo znanje, Zagreb, 2001.
3. M. W. Dickson, Quantum Chance and Non-Locality, Cambridge, 1998.
4. D. Home, Conceptual Foundations of Quantum Physics: An Overview from Modern Perspectives, New York, 1997.
5. P. R. Holland, Quantum Theory of Motion: An Account of the de Broglie-Bohm Causal Interpretation of Quantum Mechanics, Cambridge, 1995.
6. M. Jammer: The Philosophy of Quantum Mechanics, New York, 1974.
7. T. Maudlin: Quantum Non-Locality and Relativity: Metaphysical Intimations of Modern Physics, Oxford, 2002.
8. M. P. Silverman, More Than One Mystery: Explorations in Quantum Interference, New York, 1994.

Upis predmeta :
Položen : Opća fizika 4
Položen : Uvod u kvantnu fiziku

Izborni predmeti - Redovni Studij - Fizika; modul: istraživački

Izborni predmeti - Redovni Studij - Fizika; modul: istraživački