colapso de la función de onda y principio de incertidumbre

  1. Todos sabemos que la función de onda colapsa cuando se observa. El principio de incertidumbre establece que σ X σ pag 2 . Cuando la función de onda colapsa, ¿no σ X convertirse 0 ?, pues conoceremos la ubicación de la partícula. ¿O la desviación estándar simplemente se vuelve más pequeña?

  2. Después de que ocurre el colapso, ¿qué le sucede a la partícula? ¿La partícula resucita en una forma de función de onda?

  3. ¿Qué puede ser un observador que desencadena el colapso de la función de onda? (la función de onda de los electrones no colapsa cuando se encuentra con electrones; pero algunos objetos macroscópicos parecen convertirse en observadores...)

  4. ¿Qué sucede con la energía de un paquete de partículas/ondas después del colapso?

Respuestas (1)

La terminología del colapso de la función de onda es desafortunada.

Tome una línea de CA oscilante y use un osciloscopio para medirla y mostrarla. ¿Está colapsada la función de onda AC 50 herz porque la observamos en el osciloscopio? La función de onda de CA es solo una descripción matemática del voltaje y la corriente en la línea y nos permite calcular la amplitud y la dependencia del tiempo de la energía que transporta.

Un concepto igualmente desafortunado es la onda de materia . La partícula no es una sopa continua que distribuye su materia en el espacio y el tiempo a la manera de un voltaje de CA u otra onda clásica. Nunca encontrará 1/28 de una partícula, está allí en sus instrumentos de medición o no lo está, y se rige por una descripción matemática de onda de probabilidad , no una "onda de materia".

Más aún, la manifestación de la función de onda de una partícula no colapsa cuando la medimos de la misma manera que un globo colapsa cuando es atravesado por un alfiler, porque es solo una descripción matemática de la probabilidad de encontrar una partícula en un determinado (x, y, z) con un particular (p_x,p_y,p_z) dentro de las restricciones del Principio de Incertidumbre de Heisenber.

Cuando la función de onda colapsa, ¿no se convierte σx en 0?, ya que sabremos la ubicación de la partícula. ¿O la desviación estándar simplemente se vuelve más pequeña?

Conocemos la ubicación de la partícula en esa coordenada específica donde teníamos nuestro instrumento de medición con el momento específico que midieron nuestros instrumentos, dentro de los errores del instrumento. La probabilidad de encontrarlo allí después del hecho es 1. Es la naturaleza de todas las distribuciones de probabilidad que después de la detección se conviertan en uno. ejemplo: la probabilidad de que muera en los próximos diez años es del 50%. En el instante de mi muerte, la probabilidad es que yo esté muerto.

σx no es una desviación estándar en el sentido del error. σxσp≥ℏ2 dice que: si quiero saber la ubicación de mi partícula dentro de una región sobre el punto x con incertidumbre/precisión σx, el σp que puedo medir simultáneamente está restringido a estar dentro de una incertidumbre que sigue la restricción σxσp≥ℏ2.

¿La partícula resucita en una forma de función de onda?

La partícula mantiene su naturaleza dual de partícula u onda de probabilidad de acuerdo con el impulso que aún lleva y será detectada apropiadamente como una partícula o una onda de probabilidad por el siguiente experimentador. No es un globo que haya sido destruido por la medida.

¿Qué puede ser un observador que desencadena el colapso de la función de onda? (la función de onda de los electrones no colapsa cuando se encuentra con electrones; pero algunos objetos macroscópicos parecen convertirse en observadores...)

En principio, cualquier interacción de una partícula que cambia su momento y posición es un observador excepto que algunas interacciones son de mecánica cuántica debido al HUP y la naturaleza de la interacción y algunas son manifestaciones macroscópicas en nuestros instrumentos del paso de una partícula o probabilidad. onda de una partícula. Solemos llamar a los observadores los detectores macroscópicos clásicos, ya sean personas o instrumentos. En el nivel cuántico del microcosmos tenemos interacciones gobernadas por las funciones de onda de probabilidad.

¿Qué sucede con la energía de un paquete de partículas/ondas después del colapso?

La energía y el momento se conservan de forma absoluta, por lo que dependerá de qué tipo de detección de la partícula tuvo lugar. Algunas serán arrastradas por la partícula si no ha sido absorbida por el detector, como por ejemplo estas partículas en esta fotografía de la cámara de burbujas que interactúan continuamente con el líquido transparente de la cámara de burbujas. En este caso, una pequeña parte de la energía es tomada por electrones expulsados ​​(primer átomo detector de líquido, placa fotográfica detectora final) que muestran por la ionización el paso de la partícula, que ciertamente no está "colapsando" idiotamente.

¿Qué muestra esta desviación en la posición cuando se mide la posición de una partícula? No puedo entender por qué se observa esta propagación. Es como si el electrón se midiera muchas veces, pero esto no puede ser cierto. Gracias de antemano.
Cuando uno mide algo, siempre hay un error experimental. Si uno hace muchas mediciones, puede tener una distribución de errores experimentales. El principio de incertidumbre dice que hay variables acopladas mecánicamente cuánticamente, en este caso momento y posición, que introducen una desviación inherente en la curva de "error". de los simples errores estadísticos. No importa qué tan preciso sea el instrumento, habrá Δx asociado con él, dependiendo de la precisión Δp de la medición del momento.