Experimento de doble rendija donde la "partícula" es una cápsula macroscópica con personas dentro

Entiendo que el experimento de la doble rendija (es decir, la creación de un patrón de interferencia) también es válido cuando la "partícula" no es una sola partícula sino cualquier elemento, probado experimentalmente incluso para una molécula C60.

Me pregunto cuál es la interpretación correcta del experimento de la doble rendija cuando la partícula bajo prueba es un objeto macroscópico, como una cápsula espacial con personas dentro.

Creo que para obtener el patrón de interferencia, la cápsula no debe ser golpeada por ningún fotón proveniente del entorno externo (o cualquier otra partícula). Entonces, las personas dentro de la cápsula no pueden entender por qué rendija están pasando, ya que no pueden recibir ninguna información del mundo exterior.

Las personas fuera de la cápsula tampoco pueden ver la cápsula durante su vuelo, de lo contrario, la función de onda de la cápsula colapsará en una posición específica.

Supongo que la configuración del experimento requeriría una temperatura extremadamente baja de los objetos involucrados (al menos en su superficie externa) y un entorno muy controlado.

¿Es correcta esta interpretación?

¿Pueden las personas dentro de la cápsula hacer algún experimento interno para hacer que la función de onda de la cápsula colapse (y evitar cualquier patrón de interferencia cuando golpeen la pared final) incluso sin interactuar con el entorno externo?

Gracias

[Editar] Gracias por sus respuestas. En realidad quiero aclarar mi pregunta. No estoy preguntando por qué no solemos ver patrones de interferencia en objetos macroscópicos. Me pregunto cuál es la interpretación del patrón de interferencia que vemos (¿lo vemos?) cuando configuramos un experimento con tal objeto macroscópico. Obviamente es un experimento mental y realmente no importa si es técnicamente inviable.

Por ejemplo, considerando los números que propuso tom, tenemos que _lambda es 4e-38m. Ahora, si las rendijas tienen 10 m de ancho y están separadas por 1000 m, el patrón de interferencia debería surgir para ángulos de alrededor de 4e-41 radiantes. Entonces, si la pared está a 1e45 m de distancia (olvidémonos de la cosmología), entonces deberíamos ver las crestas del patrón de interferencia a kilómetros de distancia.

Entonces, ¿qué sucede realmente en tal escenario? Puedo pensar en las siguientes opciones: 1) Emerge un patrón de interferencia, los pasajeros y el observador externo no pueden decir por qué rendija pasó el barco ya que el experimento en sí no requiere interacción entre el barco y el entorno 2) El patrón de interferencia no surge ni siquiera si la nave no interactúa con los otros objetos, ya que es demasiado compleja y su función de onda colapsa de todos modos. 3) ?

Podemos hacer que el experimento sea cosmológicamente más realista. Podemos utilizar un nanorobot (capaz de registrar algunas observaciones y realizar pequeños experimentos, por lo que conceptualmente equivale a un ser humano) con una masa de 1e-18kg y hacerlo viajar a 1mm/s. Si las rendijas están separadas por 0,1 m, deberíamos esperar crestas de interferencia separadas por 0,1 m después de una distancia entre el Sol y la Tierra.

Ver sobre la validez de la longitud de onda de deBroglie para objetos macroscópicos para una discusión más abstracta. Además, ¿ha calculado la longitud de onda de DeBroglie real de dicha cápsula y ha examinado si el tamaño y la posición de las rendijas que se requerirían para la interferencia son tales que el objeto realmente puede pasar a través de ellas? (Spoiler: me parece recordar que obtienes una configuración ridícula que es imposible de realizar)
Tienes que darte cuenta de que la gran mayoría de los efectos de la mecánica cuántica aparecen a nivel nanométrico. Esto se debe principalmente a la pequeñez de h, la constante de Planck, que entra en todas las soluciones mecánicas cuánticas. Las manifestaciones macroscópicas ocurren con condiciones iniciales muy especiales, como en superconductividad y superfluidez.
Esta es una pregunta excelente y nada trivial. No es en absoluto un duplicado del vinculado anteriormente, y tampoco se responde con las respuestas de esa pregunta. (algunas personas han emitido votos cerrados).
He editado la respuesta para tratar de abordar su pregunta sobre la interpretación física.

Respuestas (1)

La longitud de onda de De Broglie, λ , es dado por

λ = h pag
dónde h es la constante de Planck y pag es impulso.

Si tomamos la masa como 160 kg y la velocidad a ser 100 EM − 1 entonces obtenemos λ = 4 × 10 − 38 m dada una nave espacial de luz lenta y solo una persona (más personas y velocidad aumentarían el impulso y disminuirían el valor de λ ).

Ahora, para ver la interferencia, normalmente el ancho de la rendija debe ser similar en magnitud al tamaño de la longitud de onda. Claramente, será difícil pasar una nave espacial con una persona dentro a través de una rendija tan pequeña, y si pasa a través de una rendija más grande, la difracción no sería visible hasta que la nave espacial haya viajado una distancia enorme.

Una ecuación relevante aquí es la difracción de una sola rendija donde norte λ = d s i norte ( θ ) dónde θ es el ángulo del mínimo para norte = ± 1 , ± 2 , ± 3.... , d es el ancho de la rendija y λ es la longitud de onda. Obtenemos el patrón a continuación, pero para la nave espacial que pasa a través de un 10 m hendidura el ángulo sería para norte = ± 1 sería ∼ 4 × 10 − 39 radianes y tener el mínimo 1 m del máximo requeriría viajar 2.5 × 10 38 metro.ingrese la descripción de la imagen aquí

Para la difracción de doble rendija, la ecuación es la misma excepto d es la separación entre las dos rendijas, pero nos encontramos con el problema de que la persona a bordo podría observar por qué rendija viajó la nave espacial, pero en ese caso aún deberíamos obtener difracción de una sola rendija.

La interpretación es que el patrón de difracción anterior es una distribución de probabilidad. La nave espacial no estaría manchada, pero muchas naves espaciales observadas tendrían este patrón de probabilidad.

Esta interpretación se puede ver en el patrón de interferencia generado por un experimento de hendidura de Young para moléculas que generó la imagen a continuación.ingrese la descripción de la imagen aquí

[Esto me hace pensar que una actualización moderna del 'camello a través del ojo de una aguja' podría ser 'observación de difracción después de pasar un camello a través de una pequeña rendija']

Esta respuesta se insinuó en el comentario de ACuriousMind, pero pensé que podría ser útil incluir algunos números.

(Acabo de descubrir que la posible pregunta duplicada tiene una respuesta útil de JohnRennie que aborda este problema de difracción)

"Ahora, para ver la interferencia, normalmente el ancho de la rendija debe ser similar en magnitud al tamaño de la longitud de onda. Claramente, será difícil pasar una nave espacial con una persona dentro a través de una rendija tan pequeña, y si pasa a través de una rendija más grande, entonces la difracción no sería visible hasta que la nave espacial hubiera viajado una distancia enorme". Creo que su respuesta mejoraría dando las fórmulas de las que obtiene estas declaraciones y estimando el valor de la larga distancia que se necesitaría.
(continuación) probablemente la fórmula relevante es la que dice que para una doble rendija, la interferencia constructiva se ve en la pantalla en un ángulo θ de las rendijas (medidas con respecto a una línea que es normal al plano de las rendijas y la pantalla) tal que pecado ⁡ θ = metro λ / d y destructivo en pecado ⁡ θ = ( metro + 1 / 2 ) λ / d dónde metro es cualquier número entero, y d es la distancia de las rendijas a la pantalla. A grandes distancias θ está cerca de 0 por lo que puede aproximar pecado ⁡ θ como θ .
@Hypnosifl - gracias por los útiles comentarios que editaré
Experimento de doble rendija donde la "partícula" es una cápsula macroscópica con personas dentro
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