Experimento de doble rendija

No puedo entender la relación entre el Gato de Schrödinger y este asombroso experimento de la doble rendija.

Parece que en la doble rendija sabemos que si observamos la partícula, la función de onda colapsa y el electrón actúa como una partícula normal, entonces, ¿eso no resuelve el problema en el Gato de Schrödinger?

Cuando abrimos la caja, el átomo que debería ayudar a liberar el veneno actúa como una partícula, el veneno está en la botella para que el gato siga vivo, ¿no lo sabes realmente?

Respuestas (2)

Existe una estrecha conexión en el sentido de que ambos requieren el colapso de una superposición, y creo que comprender uno ayuda a comprender el otro.

En el experimento de la doble rendija, la posición del electrón no se mide hasta que golpea la pantalla, la placa fotográfica o lo que sea que esté usando para ver el patrón de interferencia. Esto significa que antes de que el electrón golpee la pantalla no tiene una posición bien definida. Es muy importante entender este punto. No es el caso de que el electrón tenga una posición pero no sabemos cuál es - el electrón está deslocalizado sobre la región entre la fuente de electrones y la pantalla y no tiene una posición más precisa en el sentido habitual de la palabra.

Cuando el electrón interactúa con la pantalla de la pantalla lo vemos como un punto en la pantalla, por lo que de repente tiene una posición bien definida. ¿Qué pasó?

Bueno, si el electrón estaba en una superposición de todas las posiciones posibles en la pantalla, eso significa que inmediatamente después del impacto, la pantalla debe estar en una superposición de todas sus posibles interacciones con el electrón. En este estado la posición de la interacción entre el electrón y la pantalla no está bien definida. Y cuando interactúas con la pantalla mirándola, debes entrar en una superposición de estados de ver la interacción en todos los lugares posibles de la pantalla. Y cuando me digas el resultado debo entrar en una superposición de todas las cosas posibles que me podrías haber dicho. Y así sucesivamente: la superposición se propaga por todo el universo.

Pero esto no es lo que sucede. ¿Por qué no?

En este punto, las opiniones difieren y hay una gran cantidad de teorías sobre lo que sucede. Las más comunes son probablemente la interpretación de Copenhague y la interpretación de muchos mundos , pero también existen otras opiniones . He proporcionado enlaces para estos, pero tenga en cuenta que todas las explicaciones son pesadas en matemáticas. Sin embargo, todos están de acuerdo en que si bien es fácil mantener un objeto simple, como un electrón, en una superposición, se vuelve cada vez más difícil a medida que el objeto se vuelve más complicado (en física, tiene más grados de libertad ) .

Así que no ves la pantalla como una superposición porque es demasiado complicado existir en un estado de superposición por más tiempo que el más mínimo momento. En cambio, ves la interacción del electrón y la pantalla como un punto bien definido. De manera similar, el gato/caja/veneno es demasiado complicado para sobrevivir como una superposición durante un tiempo significativo. En cambio, el gato siempre está vivo o muerto.

cuando dices que ambos requieren el colapso de una superposición, ¿quieres decir que ambos están de acuerdo con la interpretación de Copenhague? porque hasta donde yo sé, Schrödinger usa el experimento del gato para probar la tontería de esa interpretación.
+1 Realmente me gusta esta respuesta, sinceramente, estoy completamente sorprendido de que aún no haya recibido ningún voto a favor. Tengo dos preguntas generales después de haber leído su respuesta, si se me permite: (i) Entonces, con toda corrección, sin tener que adherirse a una interpretación de QM, se puede decir que cuando un sistema atómico (por ejemplo, aquí el electrón y su posición) está en un estado de superposición (de posiciones aquí), entonces su posición en principio no está bien definida, ya que no tiene nada que ver con nuestras capacidades experimentales, sino que es la naturaleza de los sistemas atómicos, ¿verdad?
(ii) Por un lado, sabemos que la pantalla es un sistema macroscópico y el electrón uno Q-mecánico, por lo tanto, cuando estos dos interactúan, el sistema Q se decoherencia y puede ser descrito por las leyes clásicas del movimiento, pero ¿no implica esto que en la pantalla no deberíamos ver flecos? desde que el sistema se decoherió. Por otro lado, me convenzo de lo siguiente: como resultado de la decoherencia debida a la interacción con la pantalla, el electrón cae en un estado posicional bien definido y así puede ser descrito por un punto en la pantalla. ¿Es esta última la evaluación correcta?
@ user929304: sí, tu última oración es básicamente correcta. Tenga en cuenta que la decoherencia por sí sola no es suficiente: necesitamos decoherencia + muchos mundos para darnos el resultado clásico observado. Explicar exactamente por qué se vuelve muy matemático muy rápido :-)

1) El máximo central del patrón de difracción está entre las rendijas. 2) Dispara electrones individuales a la doble rendija. Se acumula el mismo patrón de difracción. 3) Cualquier intento de identificar a través de qué rendija pasa un electrón dado colapsa el patrón de difracción de doble rendija en dos patrones de rendija simple. 4) Todo funciona bien usando C60 buckminsterfullereno como entidad difractada, MW = 720,6 amu, o una molécula grande como los derivados de ftalocianina C48H26F24N8O8 MW = 1298,7 amnu.

http://arxiv.org/abs/1310.8343

Cuéntanos cómo la física clásica permite que una molécula de 1300 uma pase por ambas rendijas simultáneamente. Compare la separación de ancho con el tamaño de la molécula. Ahora, la risa,

5) Experimentos con borrador cuántico y borrador cuántico doble. ¿Cómo sabe ser clásico o QM en la rendija cuando la decisión se toma después de la rendija?

No voté a la baja, pero la confusión surge al usar la palabra "partícula" que atribuye el comportamiento clásico de las partículas, como en su "cómo sabe..." para una entidad mecánica cuántica. La columna vertebral de una entidad mecánica cuántica es que su modelo matemático describe una distribución de probabilidad para su aparición en una medición. Una probabilidad controlada por las condiciones de contorno del problema de mecánica cuántica. El conocimiento está en la función de probabilidad. Ha habido experimentos en los que se conocía la rendija por la apariencia de partículas individuales, y la interferencia aún existe.
en.wikipedia.org/wiki/… . Es el cambio en las condiciones de contorno del problema QM que los detectores en la rendija destruyen el patrón. Uno puede tener la condición que se muestra en un enlace en el enlace donde el patrón sobrevive a la detección. El intento cambia la función de onda si no es lo suficientemente fina. Nada más que la probabilidad mapea dos rendijas simultáneamente. La partícula pasa por uno.
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