Wellenfunktionskollaps und Unschärferelation

  1. Wir alle wissen, dass Wellenfunktionen zusammenbrechen, wenn sie beobachtet werden. Das Unsicherheitsprinzip besagt das σ X σ P 2 . Wenn die Wellenfunktion zusammenbricht, nicht σ X werden 0 ?, da wir den Ort des Teilchens kennen. Oder wird die Standardabweichung nur kleiner?

  2. Was passiert mit dem Teilchen, nachdem es kollabiert ist? Steht das Teilchen in einer Wellenfunktionsform wieder auf?

  3. Was kann ein Beobachter sein, der einen Wellenfunktionskollaps auslöst? (Elektronenwellenfunktion bricht nicht zusammen, wenn sie auf Elektronen trifft; aber einige makroskopische Objekte scheinen Beobachter zu werden ....)

  4. Was passiert mit der Energie eines Teilchen-/Wellenpakets nach dem Kollaps?

Antworten (1)

Die Terminologie des Zusammenbruchs der Wellenfunktion ist unglücklich.

Nehmen Sie eine oszillierende Wechselstromleitung und verwenden Sie ein Oszilloskop, um sie zu messen und anzuzeigen. Ist die AC 50-Herz-Wellenfunktion zusammengebrochen, weil wir sie am Oszilloskop beobachten? Die AC-Wellenfunktion ist nur eine mathematische Beschreibung der Spannung und des Stroms auf der Leitung und ermöglicht es uns, die Amplitude und Zeitabhängigkeit der darin enthaltenen Energie zu berechnen.

Ein ebenso unglückliches Konzept ist die Materiewelle . Das Teilchen ist keine kontinuierliche Suppe, die ihre Materie in Raum und Zeit wie eine Wechselspannung oder eine andere klassische Welle verteilt. Sie werden niemals 1/28 eines Teilchens finden, es ist entweder in Ihren Messgeräten vorhanden oder nicht, und es wird von einer mathematischen Beschreibung einer Wahrscheinlichkeitswelle bestimmt , nicht von einer "Materiewelle".

Noch mehr kollabiert die Wellenfunktionsmanifestation eines Partikels nicht, wenn wir sie messen, wie ein Ballon kollabiert, wenn er von einer Nadel durchstochen wird, weil es nur eine mathematische Beschreibung der Wahrscheinlichkeit ist, ein Partikel in einem bestimmten (x,y, z) mit einem bestimmten (p_x,p_y,p_z) innerhalb der Einschränkungen des Heeisenber-Unschärfeprinzips.

Wenn die Wellenfunktion zusammenbricht, wird σx nicht 0?, da wir den Ort des Teilchens kennen. Oder wird die Standardabweichung nur kleiner?

Wir kennen den Ort des Teilchens an dieser spezifischen Koordinate, an der wir unser Messinstrument mit dem spezifischen Impuls hatten, den unsere Instrumente gemessen haben, innerhalb der Instrumentenfehler. Die Wahrscheinlichkeit, es dort nachträglich zu finden , ist 1. Es liegt in der Natur aller Wahrscheinlichkeitsverteilungen, dass sie nach der Entdeckung eins werden. Beispiel: Die Wahrscheinlichkeit, dass ich in den nächsten zehn Jahren sterbe, beträgt 50 %. Im Moment meines Todes ist die Wahrscheinlichkeit eins, dass ich tot bin.

σx ist keine Standardabweichung im Fehlersinn. σxσp≥ℏ2 sagt Folgendes aus: Wenn ich den Ort meines Teilchens innerhalb einer Region um den x-Punkt mit der Unsicherheit/Genauigkeit σx wissen möchte, muss das σp, das ich gleichzeitig messen kann, innerhalb einer Unsicherheit liegen, die der Einschränkung σxσp≥ℏ2 folgt.

Steht das Teilchen in einer Wellenfunktionsform wieder auf?

Das Teilchen behält seine Doppelnatur von Teilchen oder Wahrscheinlichkeitswelle gemäß dem Impuls, den es noch trägt, und wird vom nächsten Experimentator entsprechend als Teilchen oder Wahrscheinlichkeitswelle erkannt. Es ist kein Ballon, der durch die Messung zerstört wurde.

Was kann ein Beobachter sein, der einen Wellenfunktionskollaps auslöst? (Elektronenwellenfunktion bricht nicht zusammen, wenn sie auf Elektronen trifft; aber einige makroskopische Objekte scheinen Beobachter zu werden ....)

Im Prinzip ist jede Wechselwirkung eines Teilchens, das seinen Impuls und seine Position ändert, ein Beobachter , außer dass einige Wechselwirkungen aufgrund des HUP und der Natur der Wechselwirkung quantenmechanisch sind und einige makroskopische Manifestationen in unseren Instrumenten des Durchgangs eines Teilchens oder der Wahrscheinlichkeit sind Welle eines Teilchens. Üblicherweise nennen wir Beobachter die klassischen makroskopischen Detektoren, seien es Menschen oder Instrumente. Auf der Mikrokosmos-Quantenebene haben wir Wechselwirkungen, die von den Wahrscheinlichkeitswellenfunktionen bestimmt werden.

Was passiert mit der Energie eines Teilchen-/Wellenpakets nach dem Kollaps?

Energie und Impuls bleiben absolut erhalten, es hängt also davon ab, welche Art der Detektion des Teilchens stattgefunden hat. Einige werden von dem Partikel weggetragen, wenn es nicht in den Detektor absorbiert wurde, wie zum Beispiel diese Partikel in diesem Foto der Blasenkammer, die ständig mit der transparenten Flüssigkeit der Blasenkammer interagieren. In diesem Fall wird ein winziger Teil der Energie von abgestoßenen Elektronen (erstes Detektoratom der Flüssigkeit, letztes Detektorfotoplättchen) aufgenommen, die durch die Ionisierung den Durchgang des Teilchens anzeigen, das sicherlich nicht idiotisch "kollabiert".

Was zeigt diese Positionsabweichung, wenn die Position eines Teilchens gemessen wird? Ich kann nicht verstehen, warum diese Ausbreitung beobachtet wird. Es ist, als würde das Elektron viele Male gemessen, aber das kann nicht wahr sein. Vielen Dank im Voraus.
Wenn man etwas misst, gibt es immer einen experimentellen Fehler. Wenn man viele Messungen durchführt, kann man eine Verteilung von experimentellen Fehlern haben. Das Unbestimmtheitsprinzip besagt, dass es quantenmechanisch gekoppelte Variablen gibt, in diesem Fall Impuls und Position, die eine inhärente Abweichung in die „Fehler“-Kurve einführen. von den einfachen statistischen Fehlern. Egal wie genau man das Instrument macht, es wird Δx damit verbunden sein, abhängig von der Genauigkeit Δp der Impulsmessung.