Zweifel am „Welle-Teilchen-Dualismus“ in der Quantenmechanik

Die Definition von Partikeln in QFT ist etwas technischer als unsere übliche Vorstellung von Partikeln. Ein Teilchen ist eine Anregung eines Feldes. Beispielsweise ist das Higgs-Boson eine Anregung des Higgs-Feldes. Mit diesem Begriff können wir sagen, dass Elektronen Teilchen sind. Der Wellenbegriff ist jedoch auch in den Erregungsteil der Definition eingebaut.

Im üblichen Sinne können wir nicht sagen, dass das Elektron nur ein Teilchen und die Wellennatur nur ein mathematisches Werkzeug ist. Dies ist keine korrekte Aussage. In einigen Experimenten verhält es sich wie ein Teilchen und in einigen anderen Experimenten verhält es sich wie eine Welle. Dies liegt daran, dass keine der Beschreibungen die vollwertige QFT-Beschreibung von Elektronen ist. Der Preis, den wir zahlen, ist, dass wir das Elektron je nach Bedarf entweder als Teilchen oder als Welle auswählen müssen, obwohl es sich in Wahrheit nicht um zwei verschiedene Dinge handelt.

Wenn Sie beispielsweise bedenken, dass das Elektron ein Teilchen ist, können Sie kein Doppelspaltexperiment durchführen (setzen Sie einfach einen Detektor auf einen der Spalte und das Muster wird zerstört), und wenn Sie Elektronen als Wellen im üblichen Sinne betrachten, photoelektrisch Wirkung nicht erklärbar.

Während der Autor zu Recht sagt, dass Elektronen Teilchen sind, ist seine Betonung, dass die Wellennatur nur eine mathematische Annehmlichkeit ist, eine etwas zu starke Vereinfachung, um das Buch für Anfänger lesbar zu machen, eine Eigenschaft, die in diesen Büchern oft zu finden ist, aber manchmal schädlich sein kann.

Ich denke, die meisten in der Quantenphysik würden genau das Gegenteil sagen, dass es keine "Sandkörner" gibt. Der theoretische Physiker von Caltech, Sean Carroll, drückte es vielmehr so ​​aus: „Um zu verstehen, was vor sich geht, muss man den Begriff der Teilchen tatsächlich ein wenig aufgeben … Das Universum ist voller Felder und was wir denken als Teilchen sind nur Anregungen dieser Felder, wie Wellen in einem Ozean. Ein Elektron zum Beispiel ist nur eine Anregung eines Elektronenfeldes.

Teilchen, wie wir sie kennen, sind also nichts anderes als Wellen im Feld. Es ist die Anregung des Feldes, das wir als Teilchen betrachten.

Das EM-Feld regelt alles, was wir sehen, fühlen, erinnern, es regelt alle chemischen Wechselwirkungen der Materie, einschließlich aller Reaktionen, die unser Gehirn zum Funktionieren bringen.

Wasserwellen zeigen, wie sich Energie von einem Ort zum anderen bewegen kann, und es gibt einige Ähnlichkeiten sowie Unterschiede zum EM-Feld. Im Wasser haben wir viele viele Teilchen, die die Wellen bilden, die Wellen ausbreiten, überlagern, normalerweise verursacht durch Wind, die schließlich ihre Energie übertragen, indem sie auf das Ufer stürzen. Im EM-Feld haben wir virtuelle Photonen und echte Photonen, die sich massenhaft wie Wasser ausbreiten (wie Radiowellen), aber wir können sie auch als einzelne Teilchen untersuchen, um ihr Verhalten besser zu kennen. Jedes echte Photon tritt aus einem Atom aus und wird schließlich von einem Atom absorbiert. Virtuelle Photonen sind Kraftträger, wie wenn Sie 2 Magnete auseinander halten oder statische Elektrizität spüren, wird keine Energie übertragen.

Maxwell gab uns eine Gleichung für die Ausbreitung von Licht im EM-Feld, ihre Lösung basierte auf der Tatsache, dass eine magnetische Kraft bei 90 Grad erzeugt wird, wann immer ein elektrisches Feld erzeugt wird, die Lösung war eine sinusförmige. Sie können sich das so vorstellen, als würden Sie versuchen, an einem Tag mit einem mysteriösen Wind eine Straße hinunterzurennen. Wenn Sie versuchen, vorwärts zu rennen, weht der Wind mit gleicher Stärke bei 90 Grad, Sie würden sich am Ende im Kreis drehen, aber wenn Sie versuchen, in einem Sinuswellenmuster zu laufen, können Sie tatsächlich einen Nettovektor auf der Straße haben!

Kombinieren Sie nun die Tatsache, dass die meisten unserer wissenschaftlichen Experimente auf Beobachtungen mit dem EM-Feld basieren und dass die meisten Experimente die Wechselwirkung von Materie beinhalten, die auch Moleküle und Atome sind, die von Elektronen umgeben sind, die das EM-Feld verwenden, um alle Wechselwirkungen zu steuern. Das EM-Feld, dh Photonen, kann nur sinusförmig wirken, was viel Wellenverhalten in die Natur der Wechselwirkung von Materie bringt.

Stellen Sie sich ein Elektron im DSE vor, bevor es den Emitter überhaupt verlässt, hat es bereits virtuelle Photonen verursacht und ertastet einen Weg, den es zurücklegen muss, bevor es überhaupt begonnen hat. Bestimmte Wege sind ideal, sie schwingen mit dem Feld und dem eventuell absorbierenden Atom mit, Resonanz ist auch ideal, wenn die Weglänge ein Vielfaches der Wellenlänge ist (Feynman-Wegintegral).

Stellen Sie sich Materie also nicht als einen trägen, ladungslosen Massenball vor, Materie ist etwas, das im EM-Feld existiert und sogar aus Teilchen besteht, die ihre eigenen EM-Eigenschaften haben.