¿El observador o la cámara colapsan la función de onda en el experimento de la doble rendija?

Si colocas una cámara no verás ningún patrón de interferencia. Entonces, la respuesta es sí. La cámara hará que la función de onda se "colapse". Pero no me gusta el término "colapso de la función de onda", porque la función de onda no es realmente un objeto físico. Lo que hará básicamente la cámara es provocar un cambio brusco en el estado de la partícula.

Aquí está la definición de medida del libro de Landau.

Por medida, en mecánica cuántica, entendemos cualquier proceso de interacción entre objetos clásicos y cuánticos, que ocurre aparte e independientemente de cualquier observador. La importancia del concepto de medida en la mecánica cuántica fue aclarada por N. Bohr. Hemos definido "aparato" como un objeto físico que se rige, con suficiente precisión, por la mecánica clásica. Tal, por ejemplo, es un cuerpo de masa suficientemente grande. Sin embargo, no debe suponerse que el aparato es necesariamente macroscópico. Bajo ciertas condiciones, la parte del aparato también puede ser tomada por un objeto que es microscópico, ya que la idea de "con suficiente precisión" depende del problema real propuesto.

Si configuramos la cámara para grabar como arriba pero NUNCA NUNCA miramos el resultado de lo que se grabó. ¿Sigue colapsando la función de onda?

La respuesta es que simplemente no lo sabemos. Podemos decir que la función de onda se ha derrumbado (en términos de Copenhague) solo cuando los humanos miramos el sistema, en el experimento canónico que significa mirar el patrón de aterrizaje para ver si tenemos franjas o grumos. Y aunque en su ejemplo estamos, a propósito, no mirando la información de "qué camino" en la cámara, no está del todo claro que lo que hace que la información de la cámara sea información de "qué camino" no es la observación consciente.

Pero el problema es en realidad mucho más profundo que eso. No importa si algún "papel" -en el sentido de un mecanismo de interacción- juega la observación consciente para inducir el colapso del sistema. Lo que importa es que decir algo sobre el sistema primero requiere una observación consciente. En la ciencia (a diferencia de la metafísica, por ejemplo, o las matemáticas) eso, nuestras observaciones, es la base de lo que decimos cuando decimos cosas. Así que la observación consciente siempre está ahí, estorbando y dejándonos inciertos (de hecho, en términos científicos, completamente desorientados para ser precisos) sobre qué papel está jugando, si es que tiene alguno.

Re: @ user774025, cita de Landau en la que la medición se define como "... que ocurre aparte e independientemente de cualquier observador" . Eso se dirige directamente a uno de los desafíos más fundamentales de la ciencia, no solo de QM [1], a saber, que la ciencia es solo una actividad realizada por observadores conscientes. La definición de Landau trata de desvincular la ciencia del observador, pero al hacerlo ya no está hablando de ciencia. La ciencia es el acto de observar (más un montón de otras cosas, por supuesto [2]).

Considere: no hay un solo experimento científico, jamás , que no haya culminado en una observación por parte de una conciencia[3]. Entonces, en ciencia, la respuesta a la pregunta:

"¿Qué pasa si no miramos?"

es por lo menos

"No sabemos ni podemos saber"

pero de hecho es probablemente mejor ponerlo como

"¿Por qué preguntas eso? La ciencia solo está mirando. ¡Pensé que estábamos haciendo ciencia!?"_

Y, por supuesto, una vez que hemos mirado, hemos "contaminado" nuestro experimento con una observación consciente, y no podemos decir qué efecto ha tenido.

Es por eso que no sabemos y no podemos saber si el detector de qué camino basado en la cámara que no se mira directamente causó el colapso hasta que observamos el patrón de aterrizaje de los electrones para ver si ocurrió el colapso. Y para entonces, aunque hemos confirmado el colapso, hemos agregado un nuevo factor: el mirar.

Nunca podemos decir cómo es un sistema que no se mira sin mirarlo, momento en el que ya no se mira.

[1] La razón por la que este tipo de cosas llama la atención en QM es porque experimentos como el de doble rendija sirvieron para resaltar el problema al mostrarnos una forma peculiar de error de medición que es fundamentalmente diferente del tipo cotidiano, como encender una luz tan podemos ver para contar cuantas cucarachas hay en un cuarto oscuro. Pero el problema es anterior a QM y, de hecho, es fundamental para lo que es la ciencia, de hecho, lo que es la observación en general.

[2] Por ejemplo, en el caso del científico profesional: escribir esas observaciones y sus opiniones sobre ellas, presentarlas en conferencias, animar a los estudiantes de doctorado a hacer lo mismo y jugar Call of Duty multiusuario porque aunque el dinero de su subvención actual es a punto de agotarse, y sus estudiantes de doctorado se quejan al respecto, simplemente no pueden enfrentar la perspectiva de otro aturdimiento, destrucción de la moral, más bien-golpe-en-el-ojo-con-un-filo. -Seguir la ronda de redacción de la próxima propuesta de subvención.

[3] Incluso si tomamos una visión eliminatoria de lo que es la conciencia.

Esto ha sido explicado en este sitio varias veces antes. Puede pensar en el patrón de interferencia como la suma al cuadrado de una parte izquierda y derecha de la función de onda,$\psi_L$y$\psi_R$. Estas dos partes no son ortogonales por lo que interfieren. Un detector que puede distinguir izquierda y derecha solo puede hacerlo enredándose con esta función de onda. Las nuevas partes de la función de onda$\psi_L'$y$\psi_R'$son entonces otogonales por lo que la interferencia está ausente.

Cualquier colapso de la función de onda ocurre solo en su escritorio al ignorar la contribución del detector a la función de onda. No hay ningún efecto misterioso de la observación o la conciencia.

Lo siguiente puede ayudar:

Supongamos que el experimento consiste en que Bob en el agujero 2 del experimento de doble rendija pueda abrir y cerrar el agujero al instante. Deje que la intensidad sea tan baja que, en promedio, solo una partícula a la vez esté en el aparato. Al cerrar el agujero, se asegura de que la partícula debe ir por la ruta 1 si quiere golpear la pantalla. Ahora, ¿qué sucede si logra volver a abrir el agujero 2 justo antes de que se detecte la partícula en la pantalla? De los experimentos del borrador cuántico sabemos la respuesta: al repetir el experimento, el patrón construido en la pantalla es el patrón de interferencia (caso a). Si el agujero estuviera cerrado en el momento en que la partícula se detecta irreversiblemente en la pantalla, entonces el patrón construido no mostraría ninguna interferencia (caso b). El estado del aparato en el momento exacto de la detección irreversible de la partícula en la pantalla determina si la partícula está contribuyendo al patrón del caso a o del caso b. Tenga en cuenta que en este experimento, Bob no ha detectado ninguna partícula, pero mantiene un registro del momento en que abre o cierra el orificio, lo que puede correlacionarse con los tiempos de llegada de las partículas a la pantalla. por lo tanto, podemos agrupar las observaciones de la pantalla en dos grupos: las que ocurrieron con el agujero abierto y las que lo tenían cerrado. Los primeros muestran el patrón de interferencia, los segundos no. ¿Qué sucede si los registros de Bob se destruyen antes de que los resultados de la pantalla se analicen en estos dos grupos? Vemos un patrón mixto de a y b, por lo que las franjas de interferencia sobre el fondo alto tienden a desteñir las franjas. El punto es que destruir la información de Bob no cambia los resultados que se observaron en la pantalla. Pero esos resultados fueron determinados por la información ahora perdida, no cambian repentinamente.

Hay ocasiones en las que no existen respuestas a una pregunta, por lo que no hay referencias disponibles. O el acto de observación es totalmente pasivo, y como tal no puede alterar lo que se observa, o es activo, en el sentido de tener alguna interacción con el sistema que se observa. En el primer caso, no puede ocurrir el colapso de la forma de onda. En el segundo, la forma de onda colapsa debido al método de observación 'activo'. No hay otra alternativa. Esta es una 'paradoja' típica en la que una pregunta o experimento mal enmarcado produce respuestas ambiguas o paradójicas. Lo mismo ocurre con el de Olber y la velocidad de la luz.

Me parece que el "misterio" de la doble rendija son simplemente efectos de observación activa en la función de onda. No hay cámara o sensor que no "aspire" electrones o fotones para darle una lectura. Incluso el globo ocular o el tímpano humanos no son completamente pasivos, afectan muy levemente las ondas de luz y sonido del entorno observado.

Entonces, hay una interferencia por parte de la colección de sensores que hace que las ondas actúen como partículas. Me parece que esto podría confirmarse en los experimentos. Supongamos que usa sensores y cámaras que en realidad no son sensores o cámaras, sino que ACTÚAN como sensores y cámaras. Saca la "observación" de la ecuación. Si los resultados son los mismos, nos dice que la doble rendija no tiene nada que ver con la observación humana, sino simplemente con los efectos de reacción mecánica de la herramienta tonta que está utilizando.

PODRÍA obtener una respuesta a esto si encontrara una manera para que la cámara interprete la imagen y le lea los resultados. Entonces nunca habrás observado realmente el fotón. Sólo la cámara habrá 'visto' el evento.

La respuesta es no. Solo en presencia de observadores se puede afirmar sin ambigüedades que la posibilidad cuántica se convierte en realidad. Pero pensemos, según la física cuántica antes de una medición o una observación, que el cerebro del observador que está mirando es también posibilidad cuántica. Observamos un objeto submicroscópico como un electrón con un aparato de medición. Pero en verdad, ese aparato de medición no puede medir verdaderamente. ¿Por qué? Porque al estar hecho de objetos submicroscópicos como electrones, protones y neutrones, debe ser un objeto de posibilidad, solo macro. Pero del mismo modo, el cerebro del observador, al estar hecho de los mismos objetos submicroscópicos, debe consistir en posibilidades cuánticas y, sin embargo, obviamente, en cualquier acto de observación, el cerebro del observador y el objeto de observación se actualizan juntos, pero el observador nunca ve ningún cerebro. En cambio, él o ella se identifica con el cerebro y experimenta ser un “yo” observando un objeto. El teorema de Jon Von Neumann demostró que los efectos cuánticos continúan hasta llegar a los macroaparatos de medición y las computadoras.