Diskrete Bewegung vs. Kollaps der Wellenfunktion

Ich erinnere mich, dass ich als Kind einmal dachte, dass Objekte sich nicht wirklich „bewegen“, sondern dass sie in einem sehr kleinen Maßstab „verschwinden“ und dann an ihrer neu verschobenen Position wieder „erscheinen“ müssten, genau wie Computer Bewegung darstellen Partikel basierend auf Bildwiederholraten. Dies bezieht sich auf Zenos Paradoxon , das durch unendliche Summen gelöst wird.

Dann hörte ich vom Kollaps der Quantenwellenfunktion und dem Doppelspaltexperiment und dachte dann: Oh, vielleicht hat die Natur das Problem gelöst, indem sie alles, was sich bewegen möchte, in eine Welle verwandelt, anstatt ein einzelnes Teilchen neu "erscheinen" und "verschwinden" zu lassen Positionen, während es sich bewegt. Waves ist im Vergleich übrigens eine sehr elegante Lösung.

Meine Frage ist: War meine Überlegung richtig? sind Wellen (und Wellenkollaps) die Art und Weise, wie die Natur Partikel dazu bringt, sich zu bewegen?

Ich glaube nicht, es gibt Erhaltungsgesetze, die es einem nicht erlauben, Materie zu zerstören.
Warum die Ablehnung für die Frage?
@jinawee In der Quantenmechanik gibt es die Heisenberg-Unschärferelation, die es der Gesamtenergie eines Systems ermöglicht, für kurze Zeit zu divergieren.
Ich denke, es ist falsch, sich vorzustellen, dass das Teilchen einen genauen Ort hat. Wenn Sie das Teilchen als eine Wahrscheinlichkeitsverteilung betrachten, die an einem bestimmten Punkt im Raum zentriert ist, können Sie sich vorstellen, dass sich die Wahrscheinlichkeitsverteilung kontinuierlich bewegt, indem Sie die Wahrscheinlichkeit des Teilchens auf der einen Seite verringern und auf der anderen Seite erhöhen.

Antworten (3)

Partikel bewegen sich kontinuierlich. Es gibt kein „Verschwinden“ und „Wiederauftauchen“. Wenn solche diskreten Bewegungen der Fall wären, sollten wir in der Lage sein, sie durch Streuexperimente zu erkennen und herauszufinden, dass bestimmte Regionen des Raums immer leer zu sein schienen (ähnlich wie sie entdeckten, dass Atome größtenteils leerer Raum waren). Kein Experiment hat dieses Phänomen entdeckt.

Außerdem ist die von Ihnen gewählte Formulierung irreführend. „Natur“ löst kein Problem. Menschen machen die Probleme und Menschen lösen sie.

Warum die Ablehnung?
siehe meine antwort. Partikel erscheinen und vernichten sich ständig im Vakuum.
In der Quantenmechanik gibt es keine "kontinuierliche Bewegung".
Ich glaube nicht, dass das viel mit der Frage des OP zu tun hat. Die Schleifeneffekte in einem sich ausbreitenden Teilchen haben keinen "räumlichen" Aspekt. Wenn wir Ihr Beispiel nehmen, könnten wir das Positron im virtuellen Elektron-Positron-Paar niemals messen, sonst wäre es nicht virtuell. Es ist also nicht so, dass das Elektron bei x=0 verschwindet und dann bei x=1 wieder auftaucht.
Die Verwirrung mit Schleifeneffekten kommt auch von der Tatsache, dass das Elektron niemals ein reines Elektron ist, da seine Ladung den Vakuumzustand des EM-Feldes stört und diese Störung sich ausbreitet. In jedem Fall bleibt das Ergebnis, dass sich das Elektron und seine Störung kontinuierlich bewegen. In Bezug auf QM bewegen sich freie Teilchen kontinuierlich. Ich weiß nicht, was Sie mit "es gibt keine kontinuierliche Bewegung" sagen.
Unterscheiden Sie zunächst, wie mathematische Modelle Probleme angehen und wie sie in der Realität funktionieren könnten. Zum Beispiel verwendet QM Statistiken, um das Problem anzugehen, dass die genaue Position von Elektronen in einem Atom nicht bekannt ist, aber das bedeutet nicht, dass Elektronen keine festen Positionen haben. Vielleicht bewegen sich Partikel in den Modellen kontinuierlich, aber IE-Modelle erklären nicht unbedingt, warum es so etwas wie Partikel-Wellen-Dualität gibt, Modelle tun einfach ihr Bestes, um die Auswirkungen des Phänomens vorherzusagen. Und ich sage nur, Partikel scheinen sich in Wellen zu verwandeln, um sich zu bewegen und Zeno zu überwinden.

Die Bewegung der Teilchen kann in der Tat wie in Ihrem ersten Punkt beschrieben werden: Beispielsweise kann die Ausbreitung eines Elektrons als Erzeugung eines virtuellen Elektron-Positron-Paares vor dem sich ausbreitenden Elektron und später als Vernichtung des ersten Elektrons mit dem Positron so angesehen werden das neu geschaffene Elektron bleibt.

Ist das nicht ziemlich philosophisch? Virtuelle Teilchen können nicht nachgewiesen werden und es gibt Theorien, die sie nicht verwenden (z. B. QFT im Gitter). Aufgrund dieser Argumentation sollten Sie sagen, dass, wenn ein Teilchen von A nach B geht, im ganzen Universum unendlich viele Teilchen erzeugt und zerstört werden. Und die Vision des OP vom Kollaps und der Bewegung der Wellenfunktion scheint falsch zu sein, aber ich kenne nicht genug QM, um sicher zu sein.
@jinawee alles, was die Interpretation der Quantenmechanik betrifft, ist ziemlich philosophisch. Aber dieses Modell erklärt zum Beispiel, warum sich Partikel unter bestimmten Umständen scheinbar schneller bewegen können als Licht en.wikipedia.org/wiki/Hartman_effect
@jinawee Natürlich kann man es auch anders interpretieren: Das heißt, die Geschwindigkeit des Partikels variiert mit der Ausbreitung des Partikels, erreicht manchmal Werte, die schneller als Licht sind, und bleibt nur im Durchschnitt konstant. Aber diese Interpretation ist äquivalent zu der mit virtuellen Teilchen, weil ein Antiteilchen tatsächlich als ein Teilchen angesehen werden kann, das sich in der Zeit rückwärts bewegt. Das heißt, ein Antiteilchen, das sich von B nach A bewegt, ist ein Teilchen, das sich mit superunendlicher Geschwindigkeit von A nach B bewegt.

Das ist eine ausgezeichnete Frage! Die Natur der „Bewegung“ war schon immer mysteriös. Die Leute haben sich gefragt, wie sich ein starres Objekt überhaupt bewegen kann, und dabei festgestellt, dass es sich einmal an einem Ort und zu einem späteren Zeitpunkt an einem anderen Ort befindet, aber wie gelangt es zwischen diesen Orten hin und her? Tut es das schrittweise oder ändert es irgendwie seine Form und bewegt sich wie eine Raupe? Diese Frage wird nicht allgemein gestellt, ist aber wichtig, da das Rätsel der Bewegung noch immer ungelöst ist und sich einer detaillierten Analyse zu widersetzen scheint. Wenn die Bewegung eines starren Objekts schrittweise fortschreitet, die einen kontinuierlichen Übergang nachahmt, müssen diese Schritte sehr klein sein, und je kleiner sie sind, desto höher muss ihre Frequenz sein. Wenn sich eine solche Bewegung einem glatten kontinuierlichen Zustand nähert, steigt diese Frequenz über jede Grenze hinaus an. Die alten Griechen hielten dies für unmöglich, und jetzt wissen wir, dass sie tatsächlich recht hatten, denn die Heisenbergsche Unschärferelation verhindert, dass die Schrittweiten beliebig klein werden; schrittweise Bewegung löst sich in einer Unschärfe der Ungewissheit auf. In der Vergangenheit dachte man, dass dieser Einwand durch die ursprünglich von Isaac Newton und Gottfried Leibnitz entwickelte Differentialrechnung überwunden werden könnte, die es erlaubte, die Inkremente „unendlich klein“ zu machen, aber zu Beginn des 20. Jahrhunderts erfuhren wir, dass dies tatsächlich der Fall ist wurde nie gelöst und die Bewegung ist immer noch mysteriös. Einige denken, dass die Allgemeine Relativitätstheorie Bewegung modellieren kann, aber das ist nicht wahr, weil GR den Ablauf der Zeit nicht erklären kann. Die Erklärung der Bewegung erfordert neue Physik. weil Heisenbergs Unschärferelation verhindert, dass die Schrittweite beliebig klein wird; schrittweise Bewegung löst sich in einer Unschärfe der Ungewissheit auf. In der Vergangenheit dachte man, dass dieser Einwand durch die ursprünglich von Isaac Newton und Gottfried Leibnitz entwickelte Differentialrechnung überwunden werden könnte, die es erlaubte, die Inkremente „unendlich klein“ zu machen, aber zu Beginn des 20. Jahrhunderts erfuhren wir, dass dies tatsächlich der Fall ist wurde nie gelöst und die Bewegung ist immer noch mysteriös. Einige denken, dass die Allgemeine Relativitätstheorie Bewegung modellieren kann, aber das ist nicht wahr, weil GR den Ablauf der Zeit nicht erklären kann. Die Erklärung der Bewegung erfordert neue Physik. weil Heisenbergs Unschärferelation verhindert, dass die Schrittweite beliebig klein wird; schrittweise Bewegung löst sich in einer Unschärfe der Ungewissheit auf. In der Vergangenheit dachte man, dass dieser Einwand durch die ursprünglich von Isaac Newton und Gottfried Leibnitz entwickelte Differentialrechnung überwunden werden könnte, die es erlaubte, die Inkremente „unendlich klein“ zu machen, aber zu Beginn des 20. Jahrhunderts erfuhren wir, dass dies tatsächlich der Fall ist wurde nie gelöst und die Bewegung ist immer noch mysteriös. Einige denken, dass die Allgemeine Relativitätstheorie Bewegung modellieren kann, aber das ist nicht wahr, weil GR den Ablauf der Zeit nicht erklären kann. Die Erklärung der Bewegung erfordert neue Physik. ursprünglich von Isaac Newton und Gottfried Leibnitz entwickelt, wodurch die Schritte „unendlich klein“ werden konnten, aber zu Beginn des 20. Jahrhunderts lernten wir, dass dieses Problem nie gelöst wurde und die Bewegung immer noch mysteriös ist. Einige denken, dass die Allgemeine Relativitätstheorie Bewegungen modellieren kann, aber das ist nicht wahr, weil GR das Fortschreiten der Zeit nicht erklären kann. Die Erklärung der Bewegung erfordert neue Physik. ursprünglich von Isaac Newton und Gottfried Leibnitz entwickelt, wodurch die Schritte „unendlich klein“ werden konnten, aber zu Beginn des 20. Jahrhunderts lernten wir, dass dieses Problem nie gelöst wurde und die Bewegung immer noch mysteriös ist. Einige denken, dass die Allgemeine Relativitätstheorie Bewegungen modellieren kann, aber das ist nicht wahr, weil GR das Fortschreiten der Zeit nicht erklären kann. Die Erklärung der Bewegung erfordert neue Physik.

Vielleicht liegt es nur an mir, aber ich glaube nicht, dass dies die Frage wirklich beantwortet.
Diskrete Bewegung vs. Kollaps der Wellenfunktion
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