Experimento de fotón único y doble rendija [duplicado]

El láser dispara partículas individuales de luz, llamadas fotones, a través de las rendijas. A pesar de que solo se disparan fotones de luz individuales a través de las rendijas y crean tres patrones nuevamente. ¿Cómo partículas individuales de luz pueden crear este patrón de onda?

"¿Cómo partículas individuales de luz pueden crear este patrón de onda?" Porque hay muchas "partículas individuales" ( en.wikipedia.org/wiki/… ).
@Cristi Stoica es solo un fotón, no tantos, solo un fotón
Si es solo un fotón, verá solo un punto en la pantalla. El patrón está formado por muchos de estos puntos. Pero, la probabilidad de que el único fotón caiga en la pantalla en un punto dado está dada por ese patrón. Sin embargo, para ver el patrón, debe esperar a que lleguen muchos fotones y confirmar las probabilidades.
Dualidad onda-partícula (las partículas se comportan como ondas). Entonces, deberías considerar un solo fotón como una onda. Vea este video: youtube.com/watch?v=DfPeprQ7oGc
@CristiStoica: Si es solo un fotón, verá solo un punto en la pantalla. El patrón está formado por muchos de estos puntos. Incluso si solo hago el experimento una vez, puedo predecir con absoluta certeza que no obtendré un fotón en un lugar donde hay una interferencia destructiva completa.
@Ben Crowell: incluso si solo hago el experimento una vez, puedo predecir con absoluta certeza que no obtendré un fotón en un lugar donde haya una interferencia destructiva completa. Esto es cierto, pero no veo por qué esto es relevante para lo que dije. ¿La implicación es que el patrón se puede formar haciendo el experimento 0 veces?
@CristiStoica: Mi punto era que tu primer comentario podría ser fácilmente malinterpretado por personas que creen que el patrón de interferencia se produce por la interferencia entre un fotón y otro. Dado el contexto, está claro que no tienes esa idea errónea. Tal vez haya cierta confusión sobre lo que Zeous quiere decir con "fotones individuales". Supongo que lo que quiere decir es que solo hay un fotón en vuelo en un momento dado. Según sus comentarios, ¿quizás lo interpretó como que significaba solo un fotón en el transcurso de todo el experimento...?
@Ben Crowell: Sí, interpreté las palabras de Zeous en el sentido de "solo un fotón en el transcurso de todo el experimento", y pensé que Zeous malinterpretó alguna descripción del experimento de uno en uno. Mi comprensión pareció confirmarse con el comentario de zeous "es solo un fotón, no tantos, solo un fotón".

Respuestas (3)

Un concepto erróneo común con el experimento de la doble rendija es que las partículas interfieren entre sí. De hecho, el experimento pretende mostrar que considerar los fotones como partículas puntuales es solo una aproximación que en algunos casos se descompone espectacularmente.

En lugar de pensar en partículas individuales, piense en una onda plana que incide en las dos rendijas (piense en que la onda está hecha de agua si le ayuda). La amplitud (cuadrada) de esta onda corresponde a las probabilidades de encontrar fotones, cualquier fotón, no solo uno u otro. No le sorprendería ver una onda de agua autointerferida al pasar a través de las rendijas y, de hecho, la función de onda aquí hace lo mismo.

Entonces, ¿dónde entran los fotones, las partículas mismas? Bueno, no detectamos cantidades infinitesimales de energía en todas partes, sino un número finito de paquetes discretos. Su aparición se rige por la distribución de probabilidad de esa onda. Volviendo a la analogía del agua, imagine que tiene una serie de detectores que se activarían si la amplitud de la onda del agua se hiciera grande, pero que la activación fuera probabilística con mayor probabilidad proveniente de amplitudes más grandes. Según la sensibilidad de los detectores y la energía de la onda, puede esperar una cierta tasa promedio de detecciones, pero no puede decir con certeza dónde será la próxima detección; solo puedes dar una distribución de probabilidad. Nada cambia cualitativamente si la amplitud de la onda se reduce hasta el punto en que solo obtiene una detección en promedio cada minuto. Las detecciones están separadas temporalmente y no interfieren entre sí; es la onda subyacente, que estamos muestreando con las detecciones, la que muestra un patrón de interferencia.

Buena respuesta, +1. En un lenguaje muy simple, el punto a entender es que el mismo fotón pasa por ambas rendijas. Si eso parece imposible, es porque intuitivamente queremos imputar una trayectoria al fotón.

mundos paralelos. Están aquí, a milímetros de distancia. Y están siendo creados todo el tiempo. Esta visión de la realidad dice que cada vez que vamos a trabajar, habrá otro universo donde nos quedaremos en casa. Es una idea inquietante, desarrollada en la década de 1950,

es la mejor y única solución a la paradoja en el corazón de la realidad cuántica. El gran problema de la mecánica cuántica es que las pequeñas partículas de las que todos estamos hechos pueden estar en varios lugares a la vez.

Según esta teoría, cuando el fotón de luz se enfrenta a dos rendijas, no se divide en dos. Parte el mundo en dos. Cada fotón en el experimento de la doble rendija crea un nuevo mundo paralelo.

La interpretación de muchos mundos (MWI) de la mecánica cuántica no explica cosas que la interpretación de Copenhague (CI) no logra. Y no es que el experimento de la doble rendija no se entendiera hasta la década de 1950.

Porque exhiben trayectorias complacidas como en esta imagen:

ingrese la descripción de la imagen aquí

http://materias.df.uba.ar/labo5Aa2012c2/files/2012/10/Weak-measurement.pdf

Los fotones no tienen trayectorias. Se propagan como ondas. La creencia intuitiva de que los fotones deben tener trayectorias es, de hecho, el concepto erróneo que hace que la doble rendija con fotones simples parezca inexplicable para las personas.
@Ben Crowell esto no es un concepto erróneo. Se pueden deducir las trayectorias si se quiere. Se ven como en la imagen.
@Anixx ¿Podría dar una referencia para esta imagen y cómo se deduce?
Estas son trayectorias Bohmianas (google this), en la mecánica de Brogile-Bohm. No sabemos si esta es la explicación , pero puede ser una explicación (para que conste, no lo creo). No veo por qué fue votado negativo.
Tengo una objeción. Independientemente de si esta respuesta es correcta o no, claramente no está probada y tampoco es la explicación estándar. Esta respuesta debería haberse expresado, en mi opinión, en una forma como "según la teoría de Brogile-Bohm, ...".
@Cristi Stoica no se puede probar ni refutar porque es interpretación. Por otro lado, las trayectorias se midieron directamente con diferentes métodos sciencemag.org/content/332/6034/1170.figures-only .
He añadido el enlace al pdf.
@Annix: si lees mis dos comentarios, verás que no tengo ningún problema con la interpretación o la prueba del bot. Mi punto es que su respuesta lo establece como un hecho, no como una interpretación.
@Cristi Stoica se midieron las trayectorias, eso es un hecho.
@Annix: esta es una medida débil . En el pdf que adjuntó, la clave de la imagen dice "Las trayectorias promedio reconstruidas de un conjunto de fotones individuales en el aparato de doble rendija". No es lo mismo una medición débil que detectar la posición y obtener las trayectorias. Cuando intenta medir realmente la posición, la interferencia se destruye y las trayectorias de Bohmian también se destruyen.
@CristiStoica: Voté negativo, porque parece decir que esa es la verdad. =
@BenCrowell Los fotones son partículas elementales y se comportan como otras partículas elementales. TIENEN TRAYECTORIAS o tienen distribuciones de probabilidad de acuerdo con su función de onda cuadrada como todas las demás partículas elementales. Los rayos gamma individuales en interacciones de partículas elementales tienen una trayectoria recta desde el punto de interacción hasta el calorímetro donde se detectan. Su naturaleza ondulatoria aparece en su indeterminación dentro de lamda, por el HUP.
@Cristi Stoica dicen que encuentran las trayectorias estadísticamente . No es una trayectoria de un fotón individual, sino una trayectoria promedio después de un conjunto de medidas.
Un artículo reciente: Trayectorias de Bohm como aproximaciones a trayectorias cuánticas que fluctúan adecuadamente , arxiv.org/abs/1308.5021
Experimento de fotón único y doble rendija [duplicado]
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