Meine Frage bezieht sich auf die Haltung, dass der „Zusammenbruch der Wellenfunktion“ kein tatsächliches physikalisches Ereignis ist . Das heißt, Sie ändern durch Beobachtung nicht die Position des Teilchens von einer Welle zu einem Teilchen, es ist lediglich so, dass die Wellenfunktion die Wahrscheinlichkeit ist, das Teilchen an einem bestimmten Punkt zu finden. Mit anderen Worten, die Wellenfunktion ist eine Erfindung unseres Geistes und repräsentiert lediglich unsere Unfähigkeit, ihre Position ohne Messung zu kennen.
Hier mache ich eine wichtige Annahme: Dieses Argument impliziert, dass sich das Elektron nicht wirklich als Welle fortbewegt (1,0).
Frage:
Vorausgesetzt, dieses Argument stimmt. Stellen Sie sich Elektronen vor, die nacheinander durch die Schlitze geschossen werden. Wie kann ein Elektron wissen , dass zwei Spalte offen sind, wenn es sich nicht als Welle ausbreitet (1.1)? Ein Punktteilchen kann nicht wissen , ob der Spalt darüber oder darunter offen ist, es sei denn, es befindet sich an beiden Spalten gleichzeitig (1.2). Daher muss sie sich an der Stelle der Spalte als Welle ausbreiten (1.3). Aber durch Beobachtung der Schlitze (insbesondere hinter den Schlitzen) können wir das Elektron zwingen, als Teilchen zu agieren (weil beobachtet wird, dass es nur durch einen Schlitz geht (1.4)) und zwei einfache Bänder auf der Platte erzeugen (1.5) . Als solches hat sich das Elektron durch den Akt der Beobachtung von einer Welle vor dem Spalt und am Spalt zu einem Teilchen entwickelt (1.6).
Ich habe (1.i) eingefügt, um meine Argumentation in Teilen darzustellen. Offensichtlich habe ich irgendwo einen oder mehrere Fehler gemacht, da viele kluge Köpfe diese Haltung vertreten. Ich würde es begrüßen, wenn mein Fehler in Bezug auf seine Position mit (1.i) aufgezeigt werden könnte
Noch eine Anmerkung zu (1.4) - kann man überhaupt beobachten , durch welchen Spalt das Elektron gegangen ist, oder schließt das die Unschärferelation aus?
Sie sind der gleichen Verwirrung zum Opfer gefallen, die viele Menschen in Bezug auf die Welle/Teilchen-Dualität haben:
Die Quantenobjekte, die unsere Welt ausmachen, sind weder Wellen noch klassische Teilchen , und es ist ein Irrtum zu glauben, dass sich Elektronen/Photonen/was auch immer in einem Moment „als Welle ausbreiten“ und im nächsten „wie ein Teilchen verhalten“ kann. Die Quantenobjekte ändern ihr Verhalten nicht, sie sind immer Zustände in einem Hilbert-Raum [1], die einige Eigenschaften haben, die wir klassischerweise mit Teilchen assoziieren würden (sie besitzen Ort und Impuls in einem gewissen Sinne) und einige Eigenschaften, mit denen wir klassischerweise assoziieren würden Wellen (sie können ein Verhalten zeigen, das oft als Überlagerung oder Interferenz bezeichnet wird ).
Ihr ganzes Argument beruht auf der Prämisse, dass Quantenobjekte irgendwie zwischen Wellen und Teilchen wechseln. Sie tun es nicht. Sie waren, sind und werden immer Zustände in einem Hilbert-Raum sein, die durch Beobachtung/Interaktion ( kein Bewusstsein erforderlich , sonst kommt hier jemand auf die falsche Idee) manchmal auf eine bestimmte Eigenbasis einer Observablen projiziert werden, und deren Die zeitliche Entwicklung wird durch die Schrödinger-Gleichung [2] bestimmt. Wie dieser Mess-/Interaktionsprozess zu verstehen ist, ist Gegenstand vieler Debatten. Obwohl ich in meinen eigenen Gedanken dazu neige, eine Art Viele-Welten-Interpretation zu bevorzugen, spielt es keine Rolle. Quantenmechanik, die unglaubliche Maschinerie der Hilbert-Räume und -Algebren, von Operatoren und Eigenbasen, funktioniert, egal wie Sie es interpretieren. Und seine Vorhersagen werden nicht durch unsere "Interpretation" seiner Funktionsweise beeinflusst. Das ist es, was Feynmans (angebliches) "Halt die Klappe und rechne!" vermitteln soll.
Um das fragliche Doppelspaltexperiment zu beantworten: Ja, man kann beobachten, durch welchen Spalt die Elektronen gehen, indem man sie mit Photonen beschießt, und tatsächlich verschwindet das Interferenzmuster. Dies liegt daran, dass der Quantenzustand repräsentiert , dh das Elektron, das durch beide Spalte geht, wurde gezwungen, mit etwas (dem Photon) zu interagieren, das es zwang, auch in der Positionsbasis einen bestimmten Wert anzunehmen oder , wodurch einer der beiden Zustände "kollabiert" (oder, in einer anderen Diktion, der Zustand des Photons / Beobachters mit dem Zustand verschränkt wird, mit dem sie interagierten). Der am Schirm ankommende Zustand, in dem die Interferenz stattgefunden hat, ist also keine Überlagerung der verschiedenen Wege mehr, die das Elektron "einschlagen könnte", sondern ein Zustand, der einen bestimmten Schlitz hat, durch den es gekommen ist. An keiner Stelle braucht die quantenmechanische Erklärung irgendeinen Hinweis auf „Wellen“ oder „Teilchen“ zu geben. Diese Konzepte sind Relikte aus einer klassischen Zeit, und das sollten wir nie vergessen.
Mögen die Meinungsverschiedenheiten mit dem, was ich geschrieben habe, beginnen ;)
[1] Ich würde Fock Space sagen, aber ich wurde an die Tatsache erinnert, dass das nicht ganz universell wahr ist. Auf solche Argumente kommt es nicht an.
[2] QM ist jedoch nicht das Ende der Geschichte. QFT treibt die Trennung zwischen der „intuitiven“ klassischen Welt der Wellen und Teilchen und der „realen“ Welt sogar noch weiter.
Danu