Mängel der Broglie-Bohm-Pilotwellentheorie?

Ich habe kürzlich von einem Öltropfen-Experiment erfahren, das zeigte, wie ein klassisches Objekt quantenähnliches Verhalten hervorrufen kann, weil es von einer Pilotwelle unterstützt wird. Wieso hat das nicht mehr Aufmerksamkeit erregt? Welche Mängel hat die Broglie-Bohm-Pilotwellentheorie bei der Erklärung des Teilchenverhaltens?

Ich glaube, Computer sind leistungsfähig genug, um Elektronen zu simulieren, die durch ein Spaltexperiment beschleunigt werden. Es könnte ein Programm erstellt werden, um die Wirkung von Synchrotronstrahlung zu berechnen, die isotopenmäßig von den Elektronen emittiert wird, wenn sie hindurchgehen. Die reflektierte und rückreflektierte Strahlung (Milliarden von Photonen) würde die Elektronen willkürlich zu Punkten auf dem Erfassungsschirm führen und korralieren, die der variablen Frequenz der Synchrotronstrahlung, der Schlitzbreite und dem Abstand und Abstand von den Schlitzen zum Erfassungsschirm entsprechen. Dies könnte ein Beispiel für sogenannte Pilotwellen sein.

Antworten (6)

Es könnte helfen, Ihre Quelle zu zitieren: Ich habe diese hier gefunden - ist es das, wovon Sie sprechen?

Jedenfalls hat diese Art von Idee im Laufe der Jahre beträchtliche, wenn nicht Mainstream-Aufmerksamkeit erfahren. Viele Leute, die mit Quantenmechanik gearbeitet haben, werden zumindest von Folgendem gehört haben: Es ist nur so, dass sie es nicht in viele QM-Kurse schafft (als eine gleichwertige Art, über QM nachzudenken).

Die Pilotwellentheorie von de Broglie / Bohm hat eine ziemlich bekannte hydrodynamische Interpretation, ebenso wie die Gleichungen von Schrödinger. Letzteres wurde vom deutschen Physiker Erwin Madelung ausgiebig untersucht (weitere Informationen finden Sie auf der Wikipedia-Seite Madelung-Gleichungen ) und er tat dies fast, sobald Schrödinger die Feder zu Papier brachte: Anfang 1926.

Fluiddynamische Systeme haben also Analogien in der Quantenmechanik und umgekehrt. Das macht sie nicht zu denselben physikalischen Phänomenen. Außerdem ist das große ungelöste Rätsel der Quantenmechanik das Messproblem und dieses wird nicht durch die Schrödinger-Gleichung beschrieben. Es wird nicht genug betont, dass die GESAMTE Quantenmechanik, abgesehen von der Messung, absolut deterministisch ist. Ohne Expertenmeinung ist dies also eine hochinteressante Arbeit, aber für die Mysterien der Quantenmechanik ist sie nicht relevant.

Die Bohmsche Mechanik, die die ausgereifteste Form der Pilotwellentheorie von de Broglie ist, erklärt die Messung durch den Mechanismus der verborgenen Variablen ( dh indem sie sagt, dass es in einem Quantensystem einen Zustand gibt, der uns verborgen ist). Es ist jedoch auch bekannt, dass die Bohmsche Mechanik nichtlokal sein muss , damit die Erklärung der verborgenen Variablen funktioniert. Grob bedeutet dies, dass es eine Signalisierung schneller als Licht impliziert, was es wiederum sehr schwierig macht, Kausalität zu verstehen: In einem Universum, in dem Signalisierung schneller als Licht erfolgen kann, können Wirkungen vor ihren Ursachen stehen. Ich glaube also, dass die meisten Physiker sagen würden, dass die Bohmsche Mechanik keine gute Erklärung ist.

„Fluiddynamische Systeme haben also Analogien in der Quantenmechanik und umgekehrt. Das macht sie nicht zu denselben physikalischen Phänomenen.“ Dasselbe kann man über Streifen durch Beugung von Licht hinter Kanten und Youngs Wasserwellen-Interferenz sagen.
@HolgerFiedler Stimmt, aber was Quantenphänomene haben, die die Fluiddynamik nicht hat, ist das Messproblem. Ersteres ist ein "größeres System".
Die Fluiddynamik hat auch etwas, was die Quantenmechanik nicht hat: Dissipation. Dass es das hat, ist direkt mit seinen internen Freiheitsgraden, auch bekannt als versteckte Variablen, verbunden. Andererseits scheint QM nicht dissipativ über das gesamte sichtbare Universum zu sein, was eine sehr starke Grenze für interne Freiheitsgrade oder die effektive Kopplung an sie darstellt.
Die Entwicklung von Schrödingers Wellengleichung ist deterministisch; aber seine Amplitude drückt die Wahrscheinlichkeit aus, was nicht der klassische Begriff des Determinismus ist.
@MoziburUllah Ich denke , das habe ich gesagt, wenn ich dich richtig verstehe. Dass die Amplitude Wahrscheinlichkeitsverteilungen der Messergebnisse definiert (durch den Ausdruck ψ | M ^ n | ψ für die n t h Moment des pdf von M ^ Messergebnis von )?
Sicher, ich denke, es ist eine Frage der Betonung; wenn man keinen Wert herauslesen kann (durch Messung); dann ist es schwer zu sehen, wie man eine Wahrscheinlichkeitsverteilung hat; Ich nehme an, dass dies der Grund ist, warum die Everettsche Interpretation als realistisch angesehen wird, obwohl sie viele Welten hat.
Theoretisch unmöglich schneller als Lichtsignalisierung tritt immer dann auf, wenn zwei Entitäten verschränkt sind. Selbst die fortschrittlichsten Konzepte können es nicht erklären. Versteht es nicht, wird aber nicht einmal den Gedanken hegen, dass sie falsch liegen könnten.
„Es ist jedoch auch bekannt, dass die Bohmsche Mechanik nichtlokal sein muss, damit die Erklärung der verborgenen Variablen funktioniert. Grob bedeutet dies, dass es eine Signalisierung schneller als Licht impliziert, was es wiederum sehr schwierig macht, einen Sinn für die Kausalität zu finden.' - Das ist falsch. Unter der Annahme, dass die Quantengleichgewichtshypothese der Bornschen Regel entspricht, bleibt in BM eine superluminale Signalübertragung unmöglich. Es kann argumentiert werden, dass der QEH „vielleicht“ in bestimmten Situationen nicht gleichwertig ist, aber dies ist keine ausgemachte Sache.
@TobyHawkins Das klingt sehr interessant - ich verstehe, dass, obwohl ein Quanten-Nicht-Gleichgewicht nicht experimentell beobachtet wurde (eine Art experimentelle Unterstützung für Ihre Behauptung) und tatsächlich keine supraluminale Signalübertragung im Quantengleichgewicht stattfindet, viele Forscher dennoch das Gefühl haben, dass die Quanten-Nichtgleichgewicht ist ein solches Merkmal der Theorie, dass sie damit unzufrieden sind, bis weitere Ergebnisse darüber vorliegen, wann und wie Nichtgleichgewicht beobachtet werden könnte. Wenn Sie auf diesem Gebiet forschen und Ihren Kommentar konkretisieren können, wäre dies eine sehr relevante Antwort.\
Sicher. Ich habe eine Antwort hinterlassen, in der ich sie ein wenig konkretisiert habe (besser als jede Antwort, die auf jeden Fall in dieses Kommentarfeld passen würde), aber auch mit ein paar Artikeln verlinkt, die die Position davon in BM mehr verdeutlichen könnten .

Ich habe hier kürzlich eine sehr ähnliche Frage beantwortet, ohne zu wissen, dass es sich um ein Duplikat davon handelt. Wie auch immer, ich würde empfehlen, das zuerst als Teil dieser Antwort zu lesen und dann weiter unten fortzufahren.

Als Antwort auf WetSavannaAnimal alias Rod Vance war ein Thema, das ich in meiner vorherigen Antwort nicht behandelt habe, die Quantengleichgewichtshypothese innerhalb der Bohmschen Mechanik (die trotz der Behauptungen einiger anderer Antworten völlig gleichbedeutend mit dem Begriff de Broglie-Bohm-Pilotwellentheorie ist). . Im Wesentlichen gilt in der Standard-Quantenmechanik Borns Regel,

ρ = | ψ | 2 ,

gibt die Wahrscheinlichkeit an, dass eine Messung ein bestimmtes Ergebnis liefert. In der Bohmschen Mechanik ist dies kein Grundgesetz mehr, und anstatt es anzunehmen, behandelt sie es als Hypothese, die als Quantengleichgewichtshypothese (QEH) bekannt ist. Solange dies gilt, ist alles wie in der Standard-Quantenmechanik (Kopenhagen). Wenn doch

ρ | ψ | 2

dann impliziert dies, dass eine superluminale Signalisierung möglich ist und die Kausalität verletzt wird (denken Sie an Großvater-Paradoxien, Katzen und Hunde werden Freunde usw.). Glücklicherweise lässt sich statistisch zeigen, dass typische Konfigurationen des Universums der QEH gehorchen, und wenn irgendwann die Verteilung eines Systems der QEH gehorcht, dann gilt diese Beziehung zu allen zukünftigen Zeiten (siehe Valentini, 1991 ). Darüber hinaus zeigt sich, dass die Mehrheit der Konfigurationen des Universums, die dem QEH nicht gehorchen, schnell dazu tendieren. Da Borns Regel durch Experimente gestützt wird, können wir ziemlich sicher sein, dass dies tatsächlich die Konfiguration unseres Universums ist.

Natürlich nehmen einige Befürworter dieser Theorie es einfach als Postulat und ignorieren all dies.

Für weitere Lektüre (sowie, oder wenn Sie keinen Zugriff auf das obige Papier haben), siehe Goldstein et al., 1992 (frei zugänglich).

Um mit im Wesentlichen dem gleichen Punkt zu schließen, den ich in meiner vorherigen Antwort gegeben habe; Der Grund, warum es nicht mehr Aufmerksamkeit erlangt hat, liegt (meiner Meinung nach) größtenteils an sozialen Faktoren. Es hat einige Ideen, die vielleicht besser durch andere Interpretationen abgedeckt werden (QEH wird allgemein als Beispiel dafür angesehen), aber seine Probleme sind nicht größer, soweit ich es für jede andere Interpretation sehen kann. Es hat einige zusätzliche Mathematik, die Kopenhagen nicht benötigt, das ist ein Grund, warum sich viele Leute nicht darum kümmern werden, aber konzeptionell ist es eine viel bessere Interpretation, um ein intuitives Verständnis der Quantenmechanik zu erlangen, also denke ich, dass es großartig wäre, wenn einige einführende Lehrbücher führten es ein (d. h. verbrachten ein Kapitel damit, nicht den vagen Absatz, den einige derzeit tun).

Wenn Sie daran interessiert sind, warum diese Theorie in ihren Gründungsjahren gemieden wurde, finden Sie das Buch „ Quantum Theory at the Crossroads: Reconsidering the 1927 Solvay Conference “ (frei zugänglich) und den Artikel „ Physical Isolation and Marginalization in Physics: David Bohm’s Cold War Exil ' könnte von Interesse sein.

„Es hat einige Ideen, die vielleicht besser durch andere Interpretationen abgedeckt werden (QEH ist ein großartiges Beispiel)“ Meinen Sie „besser abgedeckt als “?
Nein, ich meine, dass es für viele Menschen chaotisch erscheint, das Universum in einer typischen Konfiguration zu haben. Ich bin nicht in diesem Lager und sehe es als akzeptable Lösung an, aber ich versuche, neutral zu bleiben (so gut ich kann). Dies und QFT sind zwei der häufigsten Einwände, die ich bei Leuten sehe, die BM ablehnen. Persönlich frage ich mich, wie viele Leute, die BM ablehnen, dies auf der Grundlage eines falschen Verständnisses der Mängel der Theorie tun (vielleicht sind das nur meine impliziten Vorurteile).
Ich habe den Wortlaut leicht angepasst.
Gibt es theoretische Beispiele, die gegen QEH verstoßen?

Ich bin mir nicht sicher, ob das OP den Link geteilt hat oder nicht.

Ich habe das zufällig vor kurzem gesehen -

https://www.youtube.com/watch?v=WIyTZDHuarQ&t=199s

Dies ist eine erstaunliche Erklärung in Bezug auf das reale Bild.

Zwischen 2:35 und 3:15 zeigt das Video, wie das Muster über einen bestimmten Zeitraum aufgebaut wird, während die Sprünge jederzeit zufällig erscheinen.

Daher dürfen die Dinge nicht zufällig sein, wie einige Teile/Interpretationen von QM behaupten.

Ich denke, die Verschränkungskorrelationen bauen sich auch im Laufe der Zeit auf, nicht aufgrund von Zufälligkeit, sondern aufgrund von Erhaltung / Ausgleich. Ich habe kürzliche Experimentdaten genau untersucht, und es gibt einen Hinweis auf eine solche Möglichkeit. http://vixra.org/pdf/1609.0237v7.pdf

Wenn man die Natur der superluminalen De-Broglie-Pilotwelle verstehen will, muss man die Fehler in der klassischen nicht-relativistischen Maxwell-Lorentz-Elektrodynamik korrigieren. Die verallgemeinerte Lorentzkraft (in Differentialform)

f   =   ρ E + J × B
ist falsch, da es Newtons drittes Bewegungsprinzip verletzt, im Falle von "offenen" Stromkreisen mit stationärem Strom (übrigens ist ein geschlossener Stromkreis mit stationärem Strom ein höchst theoretisches Konstrukt, das fast unmöglich den Newtonschen Prinzipientests unterzogen werden kann). Zweitens der elektrische Feldausdruck von Maxwell
E = Φ t EIN
impliziert, dass dynamische elektrische Ströme ein nicht-divergenzfreies elektrisches Feld induzieren können:
( t EIN ) 0
Faradays Induktionsexperimente beweisen jedoch keineswegs, dass ein divergentes/konvergentes elektrisches Feld mittels dynamischer elektrischer Ströme induziert werden kann. Also wendet man Ockhams Rasiermesser an, indem man definiert:
E = Φ t EIN         a n d         ( t EIN ) = 0
oder man beweist experimentell die Existenz einer skalaren Form des Magnetismus:
B = EIN ,         t B Φ   =   E
f   =   ρ E + J × B + J B
und dieses Kraftgesetz stimmt übrigens mit Newtons drittem Bewegungsprinzip überein. Diese theoretische Entwicklung wird schließlich zu dem Schluss führen, dass das elektrische Potential, Φ , muss superluminal sein, und dass superluminale longitudinale Fernfeldwellen existieren sollten, die nur in Form von ausgedrückt werden Φ , das „elektrische“ Potential. Dies ist die Natur der DeBroglie-Pilotwelle: Sie ist eine superluminale und longitudinale „elektrische Potential“-Welle, wobei die Phasen-/Gruppen-/Informationsgeschwindigkeit die Geschwindigkeit „c“ um ein Vielfaches übersteigt. Immerhin wurde die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Coulomb-Feldes gemessen und für viel höher als „c“ befunden. Einsteins SR-Theorie basiert auf Voigts irrtümlicher Annahme „es gibt kein TEM-Wellenmedium, das Geschwindigkeit haben kann“. Lorentz fügte den Gammafaktor für ein symmetrischeres Ergebnis hinzu. Zahlreiche Experimente haben Voigts Vermutung jedoch widerlegt, etwa Einweg-Lichtgeschwindigkeitsmessungen mittels Atomuhren. Wenn SR falsch ist, dann viele bekannte Gleichungen, wie z E = m c 2 neu bewertet werden (der Ursprung dieser Gleichung liegt in der nicht-relativistischen Elektrodynamik). Um in De Broglies Fußstapfen zu treten, muss man bereit sein, mehr als ein Jahrhundert fehlerhafter Physik Revue passieren zu lassen. De Broglie war der beste Physiker der Solvay-Konferenz von 1927, wenn Sie mich fragen. Es gab KEINEN Fehler in De Broglies Ansatz zur Wellenmechanik auf der Grundlage der Schrödinger-Gleichung (der Technik des Eigenwertproblems, die Schrödinger aus der Fluiddynamiktheorie aufgegriffen hat), um die Frage kurz zu beantworten. Der einzige mysteriöse Aspekt war die Art der Pilotwelle.

Die De-Broglie-Bohm-Theorie ist eine Modifikation der Quantentheorie, die der Wellenfunktion Teilchenbahnen hinzufügt.

Viele Physiker sind offenbar nur daran interessiert, Vorhersagen treffen zu können und interessieren sich nicht dafür, was in der Realität passiert. Menschen, die diese Position vertreten, stehen im Allgemeinen jedem Versuch, die Quantentheorie zu verbessern oder ihren Inhalt zu erklären, feindlich gegenüber.

Aber nehmen wir an, Sie interessieren sich für die Realität. Diese Trajektorien machen es schwierig, eine relativistische Version der Theorie zu konstruieren. Jede Theorie, die die Vorhersagen der Quantentheorie reproduziert, aber nur eine einzige Flugbahn für jedes Teilchen aufweist, ist sowohl nicht-lokal (Bell-Ungleichungen) als auch nicht-Lorentz-invariant (Lucien Hardy 'Quantenmechanik, lokale realistische Theorien und Lorentz-invariante realistische Theorien). '). Wir müssten also die gesamte Quantenfeldtheorie und die spezielle und allgemeine Relativitätstheorie und die diesen Theorien zugrunde liegenden Prinzipien verwerfen.

Darüber hinaus ist nicht klar, welches Problem die Pilotwellentheorie löst, das nicht gelöst werden kann, indem man einfach die Implikationen der Quantentheorie ohne Zusammenbruch konsequent ausarbeitet: die Everett-Interpretation. Insbesondere die Everett-Interpretation löst das Messproblem, indem sie darauf hinweist, dass die Wellenfunktion im Allgemeinen Unterkomponenten hat, die untereinander keine Informationen austauschen und die jeweils ungefähr so ​​aussehen wie das von der klassischen Physik beschriebene Universum:

https://arxiv.org/abs/quant-ph/0107144

https://arxiv.org/abs/quant-ph/0104033

Wenn die Wellenfunktion diese Eigenschaft nicht hat, dann ist die Pilotwellentheorie in Schwierigkeiten, da die Teilchen in Komponenten der Wellenfunktion enden, die sich wie klassische Universen verhalten. Es eliminiert diese Universen auch nicht, da sie immer noch in der Wellenfunktion mit oder ohne die Teilchen vorhanden sind. Die Theorie erfordert also das Hinzufügen von Trajektorien ohne erklärenden Nutzen. Für Kritik an der Pilotwellentheorie vs. Everett siehe

https://arxiv.org/abs/quant-ph/0403094 .

Die Kopenhagener Interpretation widerlegt die Pilotwellentheorie, weil sie behauptet, dass nichts eine Position hat, bis es gemessen wird ... Es hat eine lange Geschichte des Diskurses unter Physikern geschaffen. Sie müssen sich dem Konzept anschließen und ich nicht. Einstein fragte einmal einen Befürworter der Kopenhagener Deutung, ob der Mond an Ort und Stelle sei, wenn man ihn nicht ansieht … Die Politik der Wissenschaft hat seit 1952 zu keiner ernsthaften Überlegung der Tatsache geführt, dass alle Möglichkeiten untersucht werden sollten nicht nur die Ansicht der herrschenden Eliten. Die Interpretation von Kopenhagen ist FALSCH, PUNKT Aber Sie werden ermahnt, wenn Sie das sagen... Politik ist die Achillesferse des Menschen. Die Kopenhagener Interpretation wurde auf der unten abgebildeten Konferenz geboren...

Bildbeschreibung eingeben (https://i.stack.imgur.com/lQOdO.jpg)![Bildbeschreibung hier eingebenDie Kopenhagener Interpretation behauptet, es gebe keine Tragörien, und kritisiert die Pilotwellentheorie, weil die Tragörien surrealistisch seien. Eigennützige Widerlegung. Bis zur Beobachtung ist alles nirgendwo. Quatsch.

Abgestimmt, weil diese Antwort die Frage nicht beantwortet. Weder die Vorzüge/Mängel der Pilotwellentheorie noch die Kopenhagener Interpretation werden hier erklärt. Sie haben gesagt, Kopenhagen sei „FALSCH, PUNKT“, aber Sie erklären nicht, warum.
Die Kopenhagener Interpretation besagt, dass keine Flugbahn existiert, und kritisiert die Pilotwellentheorie, indem sie behauptet, die Flugbahnen seien surrealistisch. Eigennützige Kritik, die auf ihre Achillesferse hinweist, dass nichts ist, bis sie beobachtet wird. Quatsch
Die Frage betrifft die Pilotwellentheorie, nicht die böhmische Mechanik.