Momento de una onda cuántica

Cuando se disparan repetidamente fotones individuales a través de un aparato de doble rendija, eventualmente surge un patrón de interferencia en el detector, lo que sugiere que cada fotón individual en realidad se propaga como una onda. Debido a que la presencia de la pared de doble rendija cambia la distribución de los lugares donde aterriza cada fotón, parece justo decir que la onda debe interactuar con la pared de doble rendija de alguna manera.

Si el fotón no "golpea" la pared de doble rendija, sino que llega al detector, parece que la única interacción que podría haber ocurrido entre la pared y el fotón es un intercambio de momento. Es decir, la onda y la pared intercambian impulso, cambiando así la dirección de la onda y, en última instancia, afectando la distribución de las ubicaciones de llegada al detector, pero esta interacción no llega a obligar a la onda a colapsar en una partícula. Es decir, la onda de fotones no cede energía a la pared, pero cambia de dirección cuando interactúa con la pared.

¿Es esta una descripción justa de lo que sucede física o teóricamente en el experimento de la doble rendija? Si es así, ¿no sugiere esto que una onda cuántica puede intercambiar impulso sin colapsar en una partícula?

¿Por qué no dar un paso más y pensar en una interacción pared-fotón cuantificada que provoque una desviación creciente? La distribución de intensidad de los fotones es el resultado del campo de fuerza cuantificado entre estos fotones y los electrones de la superficie de la pared.

Respuestas (2)

Sí, lo que dices es justo, pero un par de puntos. Cuando el fotón interactúa con la pared, está interactuando con el campo eléctrico (EM) de la pared que puede extenderse a una pequeña distancia de la pared y es algo aleatorio y de naturaleza cuántica. Dado que el fotón no ha cambiado de color (energía), pero ha cambiado de dirección, la pared debe haber perdido algo de energía.

En el caso de la fuerza de Lorentz el campo magnético externo no se debilita, funciona más como un resorte. Los electrones radian y van perdiendo energía. En el caso de los fotones, de hecho, los electrones de la pared deben acelerarse a partir de los fotones (que son indivisibles) y deben emitir fotones. Pero dado que no son impulsados ​​por un voltaje eléctrico (como en una varilla de antena), ¿quizás la mayoría de los fotones emitidos son absorbidos por otros electrones de la pared?

También busque "Experimento de rendija quíntuple" en este sitio y vea una solución matemática presentada por levitafer basada en caminos de Feynman. (Ignora la parte quíntuple y solo lee la explicación)

A los fotones les gusta recorrer un camino en "n" múltiplos de su longitud de onda, donde n es un número entero. Según la geometría de la situación, ciertos caminos son muy probables y otros no (los puntos oscuros no tienen fotones).

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