¿La interferencia de doble rendija se debe a las ondas EM/de Broglie? ¿Y cómo se relaciona esto con las ondas mecánicas cuánticas?

Una onda electromagnética es un campo , tiene un valor (posiblemente cero) en cada punto del espacio en todo momento.

Una función de onda no es un campo. No tiene un valor en cada punto del espacio. Para$n$partículas es una función de$\mathbb R^{3n}$en el estado de espín conjunto del sistema. Para el caso más simple de una partícula con espín cero, parece una función de$\mathbb R^3$en$\mathbb C$por lo que podría pensar que es un campo escalar complejo. No lo es y eso te va a morder más tarde. Y entonces todo será confuso y misterioso. Si quiere pensar que la mecánica cuántica es confusa y misteriosa, una buena manera de hacerlo es pensar que una función de onda es un campo complejo de valores scakar en el espacio.

otro tipo de "onda" a granel a la que se hace referencia en las explicaciones del experimento de la doble rendija, en el que la luz a granel emana como una onda circular similar al agua desde las dos rendijas.

Eso no sucede. Pero también debe ser claro, hay un experimento clásico de doble rendija con luz donde el campo electromagnético se propaga a través del espacio y pasa a través de las rendijas y forma patrones de interferencia que no tienen nada que ver con la mecánica cuántica.

La trayectoria circular de la onda principal parece ser lo que da como resultado el patrón de franjas, dependiendo de la fase (¿la fase EM?) de las dos ondas en el punto donde interfieren en el detector.

Incluso las partículas sin carga experimentan interferencias cuando se tienen en cuenta los efectos cuánticos. Entonces, es solo la fase del giro (posiblemente cero) (que todavía tiene una fase incluso cuando es giro cero).

Estas ondas a granel resultan ser una consecuencia de la mecánica cuántica e incluso ocurren con fotones individuales, pero en ese momento el debate parecía estar entre las partículas y estas ondas que emanan circularmente.

Si vas a estudiar historia, tienes que preguntar sobre un momento específico de la historia y una persona específica, ya que la comprensión de cada persona cambia en momentos específicos de la historia.

Sin embargo, ¿la única razón por la que pueden interferir es que son fundamentalmente ondas EM que experimentan una interferencia destructiva cuando están en fase opuesta?

No. Una vez más, los objetos sin carga aún pueden interferir. Y la interferencia no ocurre en el espacio físico como$\mathbb R^3$sucede en el espacio de configuración como$\mathbb R^{3n}$.

Hay una diferencia entre las ondas en cuestión y las ondas EM, ¿verdad?

Todas las posibles diferencias imaginables. Una onda EM es un campo en el espacio y tiene campos electromagnéticos (con seis componentes) como sus valores. Una función de onda Quabtum va desde el espacio de configuración y tiene un valor de espín.

Pensé que las ondas de De Broglie eran abstracciones matemáticas complejas y no representativas de las ondas electrónicas físicas.

Es una teoría de calibre, por lo que una función de onda tiene demasiados grados de libertad. Pero está bastante cerca.

¿Son las ondas de Broglie de alguna manera análogas a las ondas EM?

Puedes sumar dos, al igual que las ondas electromagnéticas.

¿Ocurre el patrón de franjas de los electrones debido a la interferencia destructiva de las ondas de De Broglie?

Sí. Pero tenga en cuenta que las franjas de interferencia ocurren en regiones del espacio de configuración . Y lo que ves cuando miras la pantalla son residuos de eso.

¿Es esto fundamentalmente diferente de la interferencia de fotones?

No sé lo que estás diciendo allí.

Usted mencionó un experimento clásico de doble rendija. ¿Estás diciendo que el experimento fue fundamentalmente diferente?

De hecho, podría pasar ondas de agua a través de algunas rendijas y notar una interferencia. La interferencia ocurre de manera similar para cualquier otro tipo de interferencia. Pero dado que la onda tiene más espacio para moverse, a veces cuando una partícula golpea la pantalla, otra partícula se desvía en una dirección diferente, por lo que la onda en el espacio de configuración no se superpone y no ocurre interferencia. La interferencia ocurrió en la superposición. Esta es la razón por la cual las franjas de interferencia se pueden "destruir" en realidad, es como desviar el haz que atraviesa la rendija derecha hacia abajo y el haz que atraviesa la rendija izquierda hacia arriba para que no se superpongan más. Pero si arriba y abajo en la posición de una partícula diferente, el residuo de esa partícula parece estar alineado cuando las ondas no se superponen.

Pasar las partículas una a la vez está diseñado para controlar la posibilidad de que los muchos objetos que pasan simplemente se empujen entre sí (como lo hace el agua). Si es solo una partícula a la vez, entonces tiene que ser otra cosa.