Wurde der Zusammenbruch der Wellenfunktion aufgrund von Beobachtung aufgezeichnet?

Ich habe solche Bilder gesehen,

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

die das Ergebnis des Doppelspaltexperiments mit wellenartigen oder partikelförmigen Merkmalen darstellen, je nachdem, wie die Messung stattgefunden hat.

Die Grafik mit mehreren „geraden“ Linien auf dem Erfassungsbildschirm zeigt das wellenartige Ergebnis, wenn die Partikelmessung am Zielbildschirm (links) erfolgt.

Die Grafik, die nur zwei Linien auf dem Detektionsbildschirm zeigt, stellt den Zusammenbruch der Wellenfunktion dar, wenn eine zusätzliche Messung an den Schlitzen durchgeführt wird, um festzustellen, durch welchen Schlitz das Teilchen gewandert ist (rechts).

Der erste Effekt wurde aufgezeichnet, wie hier zu sehen ist , aber der zweite?

Wahrscheinlich ist es nicht möglich, dies zu beobachten, da das Bild des Zusammenbruchs der Wellenfunktion nur eine von vielen nicht unterscheidbaren Interpretationen der Quantenmechanik ist.
Beachten Sie, dass die Grafik mit ihren ziemlich scharfen Linien auf dem Bildschirm irreführend ist. Sie können solche Linien für ein Beugungsgitter erhalten , aber für einen Doppelspalt ist es immer viel "verschmierter", wie in der Antwort von Anna v gezeigt. Insbesondere führt eine Messung darüber, durch welchen Spalt ein Teilchen gegangen ist, dazu, dass es im Allgemeinen nicht plötzlich "in einer geraden klassischen Flugbahn fliegt". Das Ergebnis wird eher ein einzelner undeutlicher Klecks auf dem Bildschirm sein.

Antworten (2)

Der Effekt, den Sie in Ihrer Frage beschreiben, ist als Welle-Teilchen-Dualismus bekannt und ist eine Form der Komplementarität , die in verschiedenen Experimenten beobachtet wurde. Was ich am interessantesten finde, sind die Erkenntnisse aus Wheelers Delayed-Choice - Gedankenexperiment.

Bei einem Delayed-Choice-Experiment werden die Partikel nicht gemessen, bevor sie die Schlitze passieren, sondern markiert, so dass bekannt ist, durch welchen Schlitz sie gehen. Die einzige Zeit, in der ein Quantensystem nicht durch eine Messung gestört wird, ist, wenn keine neuen Informationen aus der Messung gewonnen werden. Die Markierung stellt sicher, dass bekannt ist, durch welchen Schlitz das Teilchen gegangen ist, ohne die Quanteninterferenz zu stören 1 der Wellenfunktion. In diesem Zusammenhang wäre der Zweck jeder Messung, festzustellen, durch welchen Spalt ein Teilchen überhaupt gegangen ist.

Wenn ein Partikel eine Markierung trägt, wenn es (am Bildschirm) detektiert wird, gibt es keine Interferenz und ein partikelähnliches Verhalten wird beobachtet. Wenn keine Markierungen vorhanden sind, kommt es zu Interferenzen oder wellenartigem Verhalten, selbst wenn die Markierungen gelöscht werden, nachdem die Partikel die Schlitze passiert haben und nicht bekannt ist, durch welchen Schlitz sie gegangen sind.

Es scheint, dass es nicht möglich ist, Interferenzen zu sehen und zu wissen, welchen Weg die Teilchen gleichzeitig gegangen sind. Wenn es eine Richtungsinformation gibt, die es ermöglicht, besser als blind zu erraten, durch welchen Schlitz die Partikel gegangen sind, wird die Sichtbarkeit der Interferenz verringert.

Die Beobachtung der Welle-Teilchen-Dualität erfordert jedoch nicht wirklich einen Zusammenbruch der Wellenfunktion . Wurde ein Zusammenbruch der Wellenfunktion beobachtet? Meiner Meinung nach nein, aber die Publizisten dieses Nature- Papiers sind anderer Meinung. Kollaps ist mit Interpretationen der Quantenmechanik verbunden .

Ein Zusammenbruch der Wellenfunktion würde bedeuten, dass die Wellenfunktion real ( ontisch ) ist, anstatt nur das darzustellen, was wir über ein Quantensystem wissen ( epistemisch ). Dies ist eine offene Frage, einige Physiker denken sich gegenseitig. Es gibt so oder so noch keine experimentellen Beweise , bis einige Physiker sagen könnten: "Zusammenbruch? Ontisch? Epistemisch? Das ist alles Interpretation, halt die Klappe und rechne."

Wenn die Wellenfunktion rein epistemisch ist, dann gibt es nichts Wirkliches zu kollabieren, nur den Stand des Wissens. Wenn es ontisch ist, wäre ein Zusammenbruch der Wellenfunktion eine Möglichkeit, aber selbst dann ist der Zusammenbruch der Wellenfunktion nicht erforderlich, um die Quantenmessung zu erklären .

1 Interferenz ist wie das Muster links in Ihrer Frage, das wellenartige Verhalten.

Bei folgendem Experiment wurde der Effekt aufgezeichnet oder nur simuliert? de.wikipedia.org/wiki/…
Ja, dieses Experiment wurde durchgeführt und der Welle-Teilchen-Dualismus wurde "aufgezeichnet" oder beobachtet (nicht simuliert). Es ist jedoch anders als zu sagen, dass die Wellenfunktion "kollabiert" ist, was eine Interpretation dessen ist, was im Experiment passiert, und nicht erforderlich ist, um die experimentellen Daten zu erklären.

Sie werden den zweiten nicht leicht finden, weil er in gewissem Sinne trivial ist.

Hier ist das Einzelschlitz- und Doppelschlitzmuster aus Wikipedia

Doppelschlitz.

Wenn Sie versuchen zu erkennen, durch welchen Spalt das Teilchen gegangen ist, erhalten Sie zwei einzelne Spalte, außer bei einigen Experimenten , die sehr darauf achten, die Wellenfunktionen des Aufbaus nicht zu sehr zu stören.

Wenn Sie in ein Labor gehen, das das Zwei-Schlitz-Experiment hat, oder eines wie in diesem Video beschrieben einrichten, können Sie es mit Licht überprüfen.

Ich nehme an, es ist nicht möglich, das zweite mit sichtbarem Licht aufzunehmen?
Wir sprechen hier von sichtbarem Licht, also verstehe ich nicht, was Sie meinen
Ja, aber was ich meine, ist ein sichtbares Muster wie in dem von Ihnen bereitgestellten Bild; ein tatsächliches Bild eines Doppelschlitzmusters, das keine Interferenz zeigt.
Ja, der Einzelspalt ist ein solches Muster, und was Sie erhalten, wenn Sie Detektoren am Spalt anbringen, sind zwei solcher Einzelspaltmuster.
Aber es wurde nicht fotografiert, oder? Sie können nicht einen Laserstrahl nehmen, jedes Photon an den Schlitzen erkennen und ein tatsächliches Bild auf einer Oberfläche sehen, das zwei solche Einzelschlitzmuster zeigt ...
Sie haben die Experimente mit Fensterläden an den Slots en.wikipedia.org/wiki/User:Jordgette/… durchgeführt . siehe auch aus einem Buch books.google.gr/… .
@annav Ich muss verwirrt sein, weil ich immer dachte, dass das Erkennen des Pfades eines Photons zwangsläufig zum Zusammenbruch der Wellenfunktion führen würde
Das Erkennen eines einzelnen Photons, ja, ist Teil der „Auswahl einer Instanz, die eine Wahrscheinlichkeitsverteilung bildet“, und es wird als „kollabiert“ bezeichnet. Es passiert zum Beispiel auf einem Bildschirm, in der Netzhaut unserer Augen usw. Der Weg als solcher ist ein geometrisches Konzept. Ich denke, das Experiment zeigt, dass das Interferieren mit dem Pfad neue Randbedingungen einführt und eine neue Wellenfunktion entsteht, die das Interferenzmuster nicht hat.
Wurde der Zusammenbruch der Wellenfunktion aufgrund von Beobachtung aufgezeichnet?
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