Soy matemático y estoy estudiando teoría de cuerdas. Para ello estudié teoría cuántica. Después de leer el libro de Feynman en el que describía el experimento de la doble rendija (experimento de Young) me preguntaba si envío un electrón por día o por mes (incluso más), ¿podría ver el patrón de interferencia?
Sí, se producirá el patrón de interferencia, aunque tendrás que esperar un rato para poder verlo. Siempre que el tiempo promedio de llegada entre los fotones sea notablemente mayor que el tiempo de viaje desde la rendija hasta el detector, las tasas reales no importan: cada fotón interactúa con las rendijas por sí mismo.
Esta URL muestra un experimento de este tipo, en el que un rayo láser se atenuó tanto que la separación entre los fotones estaba en el rango de un kilómetro, mientras que la distancia entre el objetivo y el detector estaba en el rango de un metro, y se usó un intensificador de imagen para detectar las posiciones de los fotones. Después de haber detectado unos 500.000 fotones, el resultado fue
Sí, verá el patrón de interferencia, el tiempo no importa si las condiciones son las mismas. Si envías un electrón, golpeará un punto particular de la pantalla, no puedes predecir dónde golpeará, pero por supuesto puedes predecir la probabilidad de golpear un punto particular. después de muchos días, la mayoría de los electrones golpearán las regiones más probables y pocos golpearán las áreas de menor probabilidad y eventualmente verá el patrón de interferencia.
Imagine que el electrón enviado interactúa con los electrones de la superficie de los bordes de las rendijas. Juntos forman un campo eléctrico cuantificado. Este campo no es estático en el sentido de que la posición del electrón entrante es ligeramente diferente y los electrones de la superficie no están quietos. Los electrones entrantes se desvían de los electrones de la superficie (o golpean la pared o pasan sin influencia si está lejos del borde) y esta desviación se cuantifica.
La distribución de intensidad en la pantalla del detector muestra este campo cuantificado. Así que no importa que dispares un electrón por día o por mes. Acerca de la interacción de algún modo similar entre los electrones de la superficie y los fotones ver aquí .
Sí, el electrón no se describe por un camino, como un objeto macroscópico, sino por una función de onda. Y si un electrón no perturbado (mejor dicho, una función de onda no perturbada asociada con un electrón) pasa por la rendija, al igual que una onda normal, interfiere consigo misma, produciendo un patrón de interferencia que se hará visible si esperas lo suficiente.
Cuando un intervalo de tiempo entre los fotones u otras partículas que bombardean una lámina con dos rendijas es superior a milisegundos, el fenómeno de la difracción/interferencia de doble rendija estará ausente.
Por ejemplo, en un artículo: V. Krasnoholovets, Descripción submicroscópica del fenómeno de difracción, Óptica no lineal, Óptica cuántica, vol. 41, núm. 4, págs. 273 - 286 (2010); también http://arxiv.org/abs/1407.3224 el autor describe un mecanismo de fotones sin difracción en un agujero de alfiler/rendija en el caso de una intensidad muy baja de fotones estadísticamente únicos. NOTA: el autor describe EXPERIMENTOS REALES.
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