Ich bin Mathematiker und studiere Stringtheorie. Dazu habe ich Quantentheorie studiert. Nachdem ich Feynmans Buch gelesen hatte, in dem er das Doppelspaltexperiment (Youngs Experiment) beschrieb, fragte ich mich, ob ich das Interferenzmuster sehen könnte, wenn ich ein Elektron pro Tag oder pro Monat (sogar mehr) sende?
Ja, das Interferenzmuster wird auftreten, obwohl Sie eine Weile warten müssen, bis Sie es sehen können. Solange die durchschnittliche Ankunftszeit zwischen Photonen deutlich länger ist als die Laufzeit vom Spalt zum Detektor, spielen die tatsächlichen Raten keine Rolle - jedes Photon interagiert für sich mit den Spalten.
Diese URL zeigt ein solches Experiment, bei dem ein Laserstrahl so abgeschwächt wurde, dass der Abstand zwischen Photonen im Kilometerbereich lag, während der Ziel-Detektor-Abstand im Meterbereich lag, und ein Bildverstärker zum Erfassen von Photonenpositionen verwendet wurde. Nachdem etwa 500.000 Photonen detektiert worden waren, war das Ergebnis
Ja, Sie werden das Interferenzmuster sehen, Zeit spielt keine Rolle, wenn die Bedingungen gleich sind. Wenn Sie ein Elektron senden, trifft es auf einen bestimmten Punkt auf dem Bildschirm, Sie können nicht vorhersagen, wo es auftreffen wird, aber natürlich können Sie die Wahrscheinlichkeit vorhersagen, dass es einen bestimmten Punkt trifft. Nach vielen Tagen treffen die meisten Elektronen auf die wahrscheinlichsten Bereiche und wenige auf weniger wahrscheinliche Bereiche, und Sie werden schließlich das Interferenzmuster sehen.
Stellen Sie sich vor, dass das gesendete Elektron mit den Oberflächenelektronen von den Schlitzkanten interagiert. Zusammen bilden sie ein quantisiertes elektrisches Feld. Dieses Feld ist nicht statisch in dem Sinne, dass die Position des einfallenden Elektrons etwas anders ist und die Oberflächenelektronen nicht stillstehen. Die einfallenden Elektronen werden von den Oberflächenelektronen abgelenkt (oder treffen auf die Wand oder gehen unbeeinflusst durch, wenn sie weit vom Rand entfernt sind) und diese Ablenkung wird quantisiert.
Die Intensitätsverteilung auf dem Bildschirm des Detektors zeigt dieses quantisierte Feld. Es spielt also keine Rolle, ob Sie pro Tag oder pro Monat ein Elektron geschossen haben. Über die irgendwie ähnliche Wechselwirkung zwischen den Oberflächenelektronen und Photonen siehe hier .
Ja, das Elektron wird nicht wie ein makroskopisches Objekt durch einen Weg beschrieben, sondern durch eine Wellenfunktion. Und wenn ein ungestörtes Elektron (wir sagen besser eine ungestörte Wellenfunktion, die einem Elektron zugeordnet ist) durch den Spalt geht, interferiert es genau wie eine normale Welle mit sich selbst und erzeugt ein Interferenzmuster, das sichtbar wird, wenn Sie nur lange genug warten.
Wenn ein Zeitintervall zwischen Photonen oder anderen Partikeln, die eine Folie mit zwei Schlitzen bombardieren, mehr als Millisekunden beträgt, wird das Phänomen der Doppelschlitzbeugung/Interferenz fehlen.
Zum Beispiel in einer Veröffentlichung: V. Krasnoholovets, Sub microscopic description of the diffractionephänomen, Nonlinear Optics, Quantum Optics, Vol. 3, No. 41, Nr. 4, S. 273 - 286 (2010); auch http://arxiv.org/abs/1407.3224 beschreibt der Autor einen Mechanismus der Beugungsfreiheit von Photonen an einem Loch/Spalt bei sehr geringer Intensität statistisch einzelner Photonen. HINWEIS: Der Autor beschreibt ECHTE EXPERIMENTE.
Kyle Kanos
Ascher
dmckee --- Ex-Moderator-Kätzchen
QMechaniker