¿Cómo explica la mecánica de Bohm el efecto de la información en el experimento de la doble rendija?

De Broglie y David Bohm encontraron un método (1952) que explica el experimento de la doble rendija y sus variaciones, que son tan fundamentales para QM, de una manera intuitiva sin apelar a la probabilidad, el colapso de la función de onda, el "problema de medición" o invocando la conciencia del experimentador. Aunque el reconocimiento del trabajo de Bohm no fue oportuno por razones sociológicas, John Bell lo elogió ya en 1987.

Casi puedo entender que la configuración experimental puede determinar una ecuación no local que guía el camino de las partículas a través del aparato, de modo que bloquear una rendija hace que desaparezca el patrón de interferencia, pero no entiendo en absoluto cómo detectar qué rendija fue la partícula. a través (de tal manera que no se perturbe el movimiento del electrón) también puede hacer que el patrón desaparezca. ¿Puede alguien tratar de explicar este último efecto, usando la interpretación de Bohmian y usando un mínimo de matemáticas?

AGREGADO:

En el artículo de Bohm de 1952, parte I, página 174, dice que medir la rendija por la que pasó la partícula (WWM) perturba la trayectoria de la partícula, lo que hace que el patrón desaparezca. Además, dice que ser capaz de medir WW sin perturbar la partícula haría que se viera el patrón de interferencia. Esto, sin embargo, no es lo que se observa en los experimentos reales. La siguiente referencia implica que hay una explicación bohmiana: https://advances.sciencemag.org/content/5/6/eaav9547.full#:~:text=In%201991%2C%20Scully%2C%20Englert%2C%20and %20Walther%20%28SEW%29%20propuso%20las%20correlaciones%20entre%20partículas%20y%20los%20detectores .

¿Tiene una referencia para el método de De Broglie y Bohm que menciona?
Esta pregunta ya fue respondida aquí, en physics.stackexchange.com/questions/429767/… .

Respuestas (1)

Dado que no obtengo ninguna respuesta (¿posiblemente porque los físicos aún ignoran la mecánica de Bohmian?), Pensé en publicar mi propia respuesta, basada en Observar la perturbación del momento en mediciones de doble rendija "hacia dónde" , un enlace a qué papel está en mi pregunta.

Resulta que los físicos que han estado especulando que la información está en el corazón de QM, y que las partículas se convierten en ondas y luego vuelven a convertirse en partículas en el experimento de la doble rendija, probablemente estén equivocados, ya que la teoría y el experimento han confirmado la mecánica de Bohm en este papel de 2019.

En particular, no hay necesidad de discusiones esotéricas sobre información abstracta, estados propios ondulatorios o probabilísticos, o cualquier tipo de no determinismo en la trayectoria de la partícula.

El documento muestra que la transferencia de cantidad de movimiento a la partícula desde cualquier aparato para medir su ubicación en relación con las rendijas no es trivial y que existe una relación lineal entre el grado de certeza de la medición de la posición y el grado en que desaparece el patrón de interferencia. que depende únicamente del grado de transferencia de cantidad de movimiento.

Para poner esto en un lenguaje simple, medir la posición de una partícula diminuta es similar a bloquear una de las rendijas. Hace desaparecer el patrón de interferencia, en relación directa con el grado de bloqueo. Debe entenderse que este bloqueo afecta la trayectoria de las partículas exactamente como si la función de onda fuera una fuerza no local (Bohm la llamó potencial cuántico ). La naturaleza no local de esta fuerza guía implica que cerrar una rendija (o medir el paso de la partícula) cambia instantáneamente el campo de fuerza cuántico no local asociado con la configuración experimental, lo que a su vez cambia el grado en que las partículas son empujadas gradualmente hacia un patrón de interferencia. .

Sorprendentemente, no hay un efecto de todo o nada en el trabajo aquí, no hay necesidad de misticismo o ambigüedad, no no determinismo, no hay necesidad de imaginar un "colapso de la función de onda" en estados propios clásicos, y no hay necesidad de preocuparse por el Principio de Incertidumbre de Heisenberg, que aún se mantiene. para todas las medidas.

En la medida en que creamos en la navaja de Occam, la mecánica de Bohm parecería ser una interpretación más correcta, intuitiva, explicativa y práctica de QM que la interpretación ortodoxa de Copenhague de Bohr, al menos cuando se aplica al experimento de la doble rendija, que es considerada como la quintaesencia.

Si he cometido algún error en mi pregunta o en esta respuesta, pido que se corrija aquí, ya que parece ser un entendimiento importante en la física actual.

Clásicamente pensamos en la interferencia como 2 fotones que llegan fuera de fase creando un punto oscuro, esto es una violación de la conservación de la energía. Soy fan de Feynman, que dice que los fotones quieren viajar n veces su longitud de onda (n = número entero) desde la fuente hasta la absorción, esa es una parte clave de la función de onda de los fotones. No hay forma de medir un fotón en su camino sin absorberlo, ya que la perturbación del electrón da como resultado la alteración/destrucción de la función de onda original. Feynman y Bohm estarían de acuerdo, de alguna manera hay una fuerza EM guía que guía el electrón del fotón.
Sí, la explicación fundamental de los cuantos está en el requisito de un número entero de longitudes de onda (originalmente, para adaptarse a una órbita elíptica). Sin embargo, una mancha oscura (interferencia destructiva) no es una violación de la conservación de la energía, ya que la energía está contenida en la onda misma (requiere energía para crear una onda de radiación). Es cierto que dentro de las ondas superpuestas puede haber puntos oscuros y puntos brillantes, en los que la energía de la onda instantánea o estacionaria parece ser cero o el doble de la amplitud o más, pero la energía total en un paquete de ondas siempre se conserva.
En la llamada "medición débil" es posible medir una partícula fundamental sin absorberla ("destruirla") mediante el uso de estadísticas, y cuando se hace esto, podemos ver el efecto que tiene la medición en los resultados experimentales. Sin embargo, no estoy seguro de ver cómo sus observaciones se relacionan específicamente con mi pregunta o respuesta.
Su declaración de que Feynman y Bohm estarían de acuerdo en que hay una fuerza guía necesita más detalles, ya que Feynman simplemente se integró a lo largo de todos los caminos, lo cual es más o menos un argumento probabilístico, mientras que Bohm demostró que la hipótesis de probabilidad de Born no es necesaria en absoluto. El uso de Bohm de parte de la función de onda como fuerza guía ("potencial cuántico") es único y produce los mismos resultados que la hipótesis de probabilidad con mucho menos misticismo y complejidad.
Sí, el campo EM es "mágico" sosteniendo, superponiendo y transmitiendo energía, pero nunca podemos observarlo directamente ... solo una vez que los cuantos se absorben del campo podemos hacer observaciones. No hay cuantos en las áreas oscuras del patrón de interferencia... y por lo tanto no hay energía ni campo allí. La onda piloto es común a Bohm y Feynman, la trayectoria del fotón se determina antes de que comience a viajar. El uso que hace Feynman de todos los caminos finalmente se reduce al camino más corto que son los múltiplos enteros.
@PhysicsDave Me temo que no estoy de acuerdo con usted en que "no hay campo" donde las ondas se superponen destructivamente. En una onda en movimiento, es fácil ver que una interferencia destructiva momentánea no representa un punto de energía cero para ninguna de las ondas superpuestas. En una onda estacionaria, quizás sea menos fácil de ver. Sin embargo, la energía de una onda se distribuye a lo largo del tiempo y la distancia que ocupa la forma de onda. Esta energía incluye los máximos y mínimos locales de un patrón de interferencia.
Básicamente, una onda cuántica es un fenómeno NO LOCAL, por lo que parece desaparecer cuando se realiza una medición local.
Si 1000 fotones rojos pasan a través de las rendijas dobles, su ojo observará 1000 fotones, no hay pérdida. Sí, el campo EM puede superponerse, 2 fotones en fase eventualmente se dispersarían en su ojo y ambos cuantos eventualmente serían absorbidos. En las zonas oscuras no hay nada, eventualmente también se observarían 2 fotones desfasados ​​si estuvieran presentes. Claro que podemos ver la superposición en muchos fenómenos de onda, pero no en la luz. La base de la onda piloto es que los fotones han elegido un camino.
El electrón y el fotón siempre tienen propiedades de onda, incluso cuando el patrón de interferencia es destruido por un intento de medición débil o fuerte (ranura bloqueada). El patrón de interferencia desaparece porque la onda original que se creó desde la fuente hasta el objetivo y a través de las rendijas se alteró. ¡Aprecia la discusión!
No entiendo esto, ¿la mecánica de Bohmian no da la misma predicción que el QM "regular", por lo tanto, es una interpretación ?
Sí, la mecánica de Bohm ofrece las mismas predicciones de probabilidad que la QM estándar. Al igual que QM estándar, es una interpretación. Los físicos tienen pocas objeciones con la ecuación de Schrödinger y otros conceptos básicos de QM, ya que describen la naturaleza en la escala más pequeña con una precisión muy alta.
Parte 1: FísicaDave dijo: "La base de la onda piloto es que los fotones han elegido un camino". No. Los fotones son paquetes de ondas, que no contienen ningún mecanismo para "elegir" un camino, solo un mecanismo para propagarse a una velocidad que depende del medio por el que viajan. En QM estándar, no se puede decir nada sobre ningún camino, y las partículas se pueden encontrar (medir) en casi cualquier lugar.
Parte 2: En la interpretación de Bohm, la trayectoria de cada fotón está determinada absolutamente por su posición inicial y su momento (que son parcialmente aleatorios debido a los límites de la tecnología), combinados con la función de onda, que describe la configuración experimental completamente a partir de una onda. Punto de vista.
¿Cómo explica la mecánica de Bohm el efecto de la información en el experimento de la doble rendija?
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