Wie wirkt sich die Schwerkraft auf die Wellenfunktion eines Teilchens aus?

Ich frage mich, wie die Schwerkraft die Wellenfunktion eines Teilchens beeinflusst. Wenn wir zum Beispiel ein Teilchen horizontal zur Erde auf einen vertikalen Detektorschirm schießen würden, wäre die Verteilung auf dem Schirm noch so geringfügig in Richtung Erde verlängert, da der Einfluss der Schwerkraft größer wäre (wenn auch um sehr kleine Beträge ) auf den erdnahen Teilen der Wellenfunktion?

Wenn die Schwerkraft tatsächlich die Wellenfunktion eines Teilchens beeinflusst, wie beeinflusst sie sie?

Ich sehe zwei Möglichkeiten:

  1. Die Masse des Systems wird auf die punktförmige Entität lokalisiert, die wir messen.

  2. Die Masse des Systems ist seine ganze Wellenfunktion, wobei seine Wahrscheinlichkeitsdichte darstellt, wo sich der größte Teil der Masse befindet.

Beide Szenarien werfen einige interessante Fragen auf:

  1. Wenn die gesamte Masse des Systems das Teilchen ist, bedeutet das, dass die Messung des Systems den Ort seiner Masse ändert?

  2. Wo wäre die Masse, wenn wir das Teilchen nicht messen würden?

  3. Wenn die Masse des Systems stattdessen die Wahrscheinlichkeitsdichte der Wellenfunktion ist, würde dies im Wesentlichen bedeuten, dass das Teilchen nicht die gesamte Masse des Systems ist. Zum Beispiel könnten zwei Teilchen der gleichen Masse theoretisch die gleiche Anziehungskraft auf das Objekt haben, obwohl sie unterschiedliche Entfernungen vom Objekt haben. Dasselbe gilt für unterschiedliche Gravitationskräfte auf Teilchen mit identischer Masse am selben Ort.

Was meinst du mit "Wahrscheinlichkeitsverteilung eines Teilchens"?
Ja. Wahrscheinlichkeitsverteilung in welcher Variable?
@dmckee-Standort
Du meinst vermutlich die senkrechte Position? Worauf ich hier hinaus will, ist, dass wir nicht über dieses Problem nachgedacht haben und nicht das Bild in unseren Köpfen haben, das Sie in Ihrem sehen. Nehmen Sie sich die Zeit, eine klar formulierte Frage zu schreiben, es wird sich auszahlen.
@dmckee ja Entschuldigung
Ich habe meine Frage bearbeitet. Hoffentlich ist es jetzt klarer und kann aufgeschoben werden?
Eine relevante Antwort auf eine etwas andere Frage.

Antworten (2)

Ja. Wissenschaftler haben Experimente mit Neutronen in der Schwerkraft durchgeführt , um zu zeigen, dass die Wege, die Neutronen nehmen, sowohl von der Schwerkraft beeinflusst werden als auch sich auf Wegen quantisierter Energie bewegen:

Valery Nesvizhevsky vom Institut Laue-Langevin und Kollegen fanden heraus, dass sich kalte Neutronen, die sich in einem Gravitationsfeld bewegen, nicht reibungslos bewegen, sondern von einer Höhe zur anderen springen, wie es die Quantentheorie vorhersagt.

Bei Ihrer speziellen Frage fragen Sie nach der Ausbreitung der Wellenfunktion durch die Schwerkraft, und genau das würde durch Gezeitenkräfte passieren, aber der Effekt wäre unglaublich gering, wenn Sie die Wellenfunktionen der Neutronen nicht dazu bringen könnten, sich auszubreiten in sehr großem Umfang. Dies liegt daran, dass die Gezeitenkräfte davon abhängen, ob die Größe des Objekts groß genug ist, um Bereiche mit unterschiedlich starker Schwerkraft zu beproben.

Bearbeiten für das Update: Das Update hat den Sinn der Frage geändert, von wie eine Wellenfunktion durch die Schwerkraft beeinflusst wird, in wie sich die Form einer Wellenfunktion auf das von diesem Partikel erzeugte Feld auswirkt. Experimentell wird dies fast unmöglich zu beantworten sein. Wenn Sie jedoch an Elektromagnetismus als Analogon zur Gravitation denken, finden Sie die Antworten, die Sie suchen, in Studien zum " Abschirmeffekt ", bei dem Elektronen der inneren Hülle die Elektronen der äußeren Hülle teilweise vom Kern abschirmen. Beachten Sie, dass Elektronen sich nicht selbst abschirmen, zumindest in führender Ordnung in der Quantenfeldtheorie, also muss jedes Bild, das Sie herausfinden, dies berücksichtigen.

Danke für den Vorschlag, @anna_v. Entspricht die neue Version den Spezifikationen?
Meine Frage war eher darauf ausgelegt, zu sehen, ob kohärente Teilchenwellen so beeinflusst wurden wie dekohärente Wellen. Da die Schwerkraft Wellenfunktionen nicht kollabiert, könnte sie möglicherweise ein interessantes Werkzeug sein, wenn es um Doppelspaltexperimente und den Kollaps von Wellenfunktionen geht, da die Gravitationskraft auf Nähe basiert.
Ich habe meinen Kommentar entfernt, da er keinen Sinn mehr macht
Ich habe Ihre Bearbeitung gelesen, mir fehlt wahrscheinlich etwas, aber ich bin mir nicht sicher, wie das meine Fragen beantwortet. Ich habe meine Frage noch einmal aktualisiert, um meine Neugier hoffentlich klarer zu machen. Ich verstehe übrigens auch, dass dies Dinge sind, die wahrscheinlich praktisch unmöglich zu testen sind, zumindest derzeit, ich habe mich nur gefragt, was die Leute denken.
Haben Sie Grund zu der Annahme, dass sich die Schwerkraft in Bezug auf die Wellenfunktionen von Fermionen anders verhalten wird als das elektromagnetische Feld? Wenn ja, bitte näher erläutern. Wenn nicht, würde ich vorschlagen, dass Sie untersuchen, wie die Energieniveaus von Atomen berechnet werden, einschließlich des Abschirmeffekts, denn ich glaube, dass Ihre Fragen beantwortet werden, wenn sich die Schwerkraft wie E & M verhält (was sie klassischerweise in guter Näherung tut). Dort.
Ich nehme an, Sie verstehen die Fragen, die ich vorschlage? Ich muss mir genauer ansehen, was Sie sagen, und sehen, ob das mir sagt, was ich wissen möchte.

Die Schwerkraft wirkt auf ein Atom, indem sie den Emissionsvorgang verlangsamt (z. B. in einer Atomuhr), wobei jeder Takt der Uhr verkürzt wird (dh die Zeit dehnt sich aus). Die Längenänderung lässt sich erklären, indem man das Äquivalenzprinzip auf die Koordinaten des Elektrons zwischen Absorptions- und Zerfallsereignissen als Beschleunigung anwendet. Die Wellenfunktion ist zeitkontinuierlich und erkennt die Ticks nicht als Elektronenereignisse, sodass sie nicht verwendet werden kann, um die Zeitdehnung in Bezug auf Koordinatenwerte zu erklären, egal wie intensiv das Feld ist.

Wie wirkt sich die Schwerkraft auf die Wellenfunktion eines Teilchens aus?
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