Warum bringt die Schwerkraft das Doppelspaltexperiment nicht durcheinander?

Nehmen wir also an, Sie führen ein Doppelspaltexperiment durch. Lassen Sie uns auch Elektronen verwenden.

Meine Frage ist, wird die Schwerkraft des Elektrons nicht die Erde beeinflussen und dadurch Dekohärenz und den Zusammenbruch seiner Wellenfunktion verursachen (oder für MWI Verschränkung und Informationsverlust an die Umgebung, wodurch Interferenzen verhindert werden)?

Der Grund, warum ich denke, dass dies passieren würde, ist, dass man aufgrund seiner Gezeitenwirkung auf der Erde erkennen könnte, welchen Weg das Elektron genommen hat: Alles ist ein Detektor.

Warum würde die Schwerkraft der Erde Dekohärenz verursachen? Es ist ein einfaches effektives Potenzial. Sie können sich eine Neutronenfontäne besorgen und damit die Energie-Eigenzustände von quantenmechanischen Objekten messen, die von der Schwerkraft der Erde gefangen sind, wenn Sie möchten ... wird das Dekohärenz verursachen? Nein. Was Schlitzexperimente betrifft ... die Korrektur durch die Schwerkraft ist zu gering, um sich darüber Gedanken zu machen. Im Allgemeinen sind Schlitzexperimente zu trivial, um sich darüber Gedanken zu machen.
Experimente sagen etwas anderes ... aber wenn Sie es glauben wollen. Ja, es gibt wahrscheinlich einen Wechselwirkungsterm, der Dekohärenz in ultrastarken Gravitationsfeldern verursacht ... aber Sie werden das sicher nicht auf der Erde messen können. Vielleicht in einem Schwarzen Loch, ganz in der Nähe der Singularität, wo das Feld eine Paarbildung usw. verursacht.
In der Physik ist zu klein immer "zu klein, um mit Ihrer aktuellen experimentellen Hardware gemessen zu werden". Kollaps ist kein physikalisches Phänomen.
@CuriousOne Nun, ja, die Experimente sagen etwas anderes. Das ist der Punkt meiner Frage.
Der Punkt meines Kommentars ist, Sie zu animieren, über die Grenzen Ihres Verständnisses der Quantenmechanik hinauszudenken. Sie denken immer noch, dass der Zusammenbruch ein seltsames physikalisches Phänomen ist. Es ist überhaupt kein Phänomen.
QED-Effekte wie weiche Photonenemission stören die Verschränkung viel stärker als die Schwerkraft der Erde, physical.stackexchange.com/questions/194458/… Aber selbst für sie sind die Abweichungen von den QM-Wahrscheinlichkeiten zu gering, um derzeit erkannt zu werden. Ja, wenn Sie die klassische Schwerkraft mit QM koppeln, können Sie theoretisch Elektronen verfolgen, Unsicherheit und Energieerhaltung brechen usw. Das liegt daran, dass eine solche Kopplung mathematisch inkonsistent ist und wir keine Quantengravitation haben, die uns sagt, wie wir sie beheben können .
Jemand muss das Doppelspaltexperiment in einem Schwarzen Loch durchführen, nur um sicherzugehen. Leider werden sie es schwer haben, uns die Ergebnisse mitzuteilen.
@Conifold möglicherweise arxiv.org/abs/gr-qc/0311082 ist alles, was Sie brauchen würden. Aber wie Sie sagen, wird die Ladung des Elektrons seine Umgebung viel stärker beeinflussen als seine Masse. Wie auch immer, die wirkliche Antwort auf diese Frage würde Dichtematrizen und Wechselwirkungen beinhalten, die nicht makroskopisch verstärkt werden.

Antworten (2)

Ja, alles ist ein Detektor, aber Sie müssen quantifizieren, mit welchen Dingen Ihr System interagiert (und wie stark). Die Schwerkraft ist in gewisser Weise ein schlechtes Beispiel, da die Quantendetails der Schwerkraft immer noch eine ungeklärte Frage sind (und die Schwerkraft trotzdem eine schwache Kraft ist), also lassen Sie uns diesen Ablenkungsmanöver umgehen, indem wir die Schwerkraft durch das elektromagnetische Feld ersetzen:

Da Ihr geladenes Elektron in einer Stern-Gerlack-Apparatur oder einem Doppelspaltexperiment auf die eine oder andere Weise beschleunigt, sollte es theoretisch elektromagnetische Wellen ausstrahlen. Darüber hinaus würden Sie erwarten, seine Position bestimmen zu können, indem Sie Unterschiede messen, wie Partikel in der Umgebung durch das EM-Feld des Elektrons beeinflusst werden, richtig?

Im Grunde beobachtet man immer noch Interferenzstreifen, weil die Kopplung mit der Umgebung schwach ist. (Während Sie die experimentellen Parameter schrittweise anpassen, um die Stärke der Kopplung an die Umgebung zu erhöhen, verblassen die Streifen allmählich.) Schwach bedeutet, dass es mathematisch nicht einmal im Prinzip möglich ist, ausreichende Informationen aus der Umgebung abzuleiten .

Vielleicht gefallen Ihnen einige von Zeilingers Zeitschriftenartikeln, wie die experimentelle Demonstration von Schlitzinterferenzstreifen mit Buckyballs (die über eine Million Mal massiver als Elektronen sind), einschließlich der Demonstration der allmählichen Dekohärenz (Steuerung der Stärke der Wechselwirkung mit der Umgebung). Sie können sich auch QM-Papiere zu schwacher Messung oder Dekohärenztheorie ansehen.

"Es ist nicht einmal im Prinzip möglich, ausreichende Informationen aus der Umgebung abzuleiten" hängt dies mit dem Unsicherheitsprinzip zusammen? (Behauptet das Unsicherheitsprinzip im Allgemeinen, dass die Stärke der Kopplung in gewissem Sinne proportional zur Information ist?)
Gibt es eine harte theoretische Grenze dafür, dass etwas massiv sein muss, damit seine Gravitationskraft überhaupt Dekohärenz verursacht?

"Alles ist ein Detektor"

Das kann nicht wahr sein, sonst gäbe es keine dauerhafte Verstrickung.

Wie @Conifold betont, sollte die Ladung des Elektrons sowieso eine weitaus stärkere Quelle für Umweltstörungen sein. Warum hinterlässt die Ladung des Elektrons keine Spur, wenn es durch die Schlitze geht – eine anhaltende Störung der geladenen Teilchen, aus denen die Atome bestehen, aus denen der Filter besteht?

Die Antwort muss lauten, dass die Kopplung in beiden Fällen (elektromagnetisch, gravitativ) wirklich keine Dekohärenz verursacht. Im Fall der Gravitation würde ich denken, dass es nur die extreme Schwäche der Wechselwirkung ist. Beim Elektromagnetismus bin ich mir nicht so sicher.

Diese Antwort ist ein Platzhalter, in Eile geschrieben. Ich werde darauf zurückkommen und es in ein paar Tagen verbessern, falls niemand ein besseres geschrieben hat.

Einer der Gedanken ist, dass alle Systeme offensichtlich Quantensysteme sind, da sie alle aus Quantenteilchen bestehen. Die Idee ist, dass der Wellenkollaps ein Bezugsrahmen dafür ist, wann das Detektorsystem mit dem anderen System verschränkt wird. Dies würde bedeuten, dass ein Teilchen in einer Superposition zu uns ist, wir befinden uns in einer Superposition aus dem Bezugssystem des Teilchens. Damit ist alles ein Detektor, denn "detektieren" ist nur das Verstricken.
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