Ha valamire nem nézünk oda, akkor az nem is létezik?

Okosabbaktól kérdezném.

Igazából a kétréses kísérlet végül csak gondolatkísérlet szintjén van megmagyarázva?

Az rendben van, hogy veszel két a hullámhosszal összemérhető rést egymástól nem túl távol.

A végén kapsz interferenciamintázatot.

A mintázat kimagyarázható hullámok, (periodikus függvények) összegeként.

A detektor egy ernyő, vagy egyéb részecskedetektor.

(Lehet számítógépes méréskiértékelés, vagy klasszikus befeketedő lemez stb nem kell hozzá emberi megfigyelő.)

A kísérlet eredménye akkor is interferencia lesz, ha a réseken egy lassan bomló izotópból származó részecskék mennek át, ilyenkor tényleg közelítőleg egyszerre 1 elektron megy át a résen.

Le van-e írva a kísérlet kvantummechanikai képletekkel?

i*hbar|pszi(t)> = H |pszi(t)>

Van-e hozzá Hamilton operátor, amit fel tudunk írni és megoldani, amikor a részecske átmegy a résen?

A rést, hogy tudod figyelembe venni?

(Időfüggő perturbációszámítás működhet? Mi a résre a DH(t). H=H0+DH(t) )

A rés egy "makroszkopikus objektum" része, ami atomokból áll, és vele hat kölcsön az elektron. Legalábbis ennek lenne értelme.

Ehelyett azt mondják, hogy az elektron mindkét résen átmegy és önmagával interferál.

Ez elhiszem, hogy olyan mintha így lenne, de nagyon fura.

Lehet-e leírni ezt a kísérletet a matematika eszköztárával úgy, hogy a kísérletben tapasztaltakhoz hasonló eredményre jussunk?

A kérdezőnek:

Visszakérdeznék: a teniszlabda honnan tudja, hogy követnie kell Newton törvényeit, amikor megütik és leír egy röppályát a térben? Sehonnan. Ilyen a fizika és kész. Vannak szabályszerűségek a világ működésében és ez nagy szerencsénk, különben minden egy nagy káosz lenne és mi sem léteznénk.

Ugyanígy az elektron sem "tudja", hogy őt megfigyelik. Amíg egy kvantumrendszer elszigetelt, addig nem hat kölcsön a külvilággal. Addig nem szerzel róla információt. Ettől persze még tudhatod az állapotát, mert ismerheted pl. a keletkezési körülményeit. De amikor megméred, akkor az történik, hogy a kimroszkopikus kavntumrendszered által hordozott információ a makroszkopikus mérőrendszerrel történő kölcsönhatás közben kikerül abba a környezetbe, amelyben azoknak az állapotoknak a szuperpozíciója, amelyben a kvantumrendszered még a kölcsönhatás előtt létezett, nem figyelhető meg a korábban már említett dekoherencia miatt. Vagyis a mérés során a kvantumrendszered összefonódik a tiéddel, vagyis azzal, amiben te és a mérőműszered vagytok, ezáltal a korábban kívülről vizsgált és elszigetelt rendszer hirtelen kitágul és te is a részévé válsz. Vagyis innentől kezdve a fizikai rendszer már nemcsak a kvantumrészecskét fogja tartalmazni, hanem a mérőműszert és téged is. Ezáltal te most már belülről vizsgálódsz, és nem ugyanazt látod, mint kívülről. De ha te a mérést egy jól elszigetelt laborban tudnád végezni, akkor egy ezen kívüli megfigyelő számára te feltehetőleg továbbra is szuperponált állapotban lennél. Ez nem más, mint a "Schrödinger macskája" illetve ennek Wigner által továbbgondolt változata a "Wigner barátja" tipikus esete.

Ami pedig azt illeti, hogy miért mindig részecskének mérjük az elektront: hát mert csak. Mert ilyen az elektron: oszthatatlan. Nem tud egyszerre két helyen lenni. Ez nem egy ágyúgolyó, ami szét tud robbanni a levegőben és több helyen földet érni darabokban. Az elektronnak a terjedését írjuk le valószínűségi hullámmal, és ilyen értelemben mutat hullámtulajdonságokat. De érzékelni mindig csak egyben tudjuk, és érzékelés alatt kölcsönhatást kell érteni: bármilyen olyan fizikai hatást, amely alkalmas arra, hogy helyinformációt közvetítsen a külvilág számára az elektron hollétéről. Ezért kell pl. vákuum a kétrés-kísérletnél is, különben a levegő molekuláinak ütközve az elektronok elveszítenék a hullám jellegüket, hiszen ekkor maga az ütközés lenne a mérés, nem pedig a detektorba való becsapódás. Ez a dekoherencia jelensége: amikor egy kvantumtulajdonságokat mutató rendszer elveszíti ezt a képességét, azaz a koherens szuperpozícióra képes állapotából sima, egyszerű, hétköznapi értelemben vett határozott állapotba kerül, és a hétköznapi értelemben vett és makroszkopikus fizikára kitalált fogalmainkkal (hely, sebesség, impulzus, perdület, stb.) egyértelműen leírható lesz.

A 12-es hozzászólónak.

Igen, le lehet írni. Elvileg ki tudod számolni az elektron hullámfüggvényét ebben az esetben is.

A rések innenső és túloldalán a Hamilton-operátorod csak a kinetikus energia tagot tartalmazza, ennek megoldása a síkhullám, ezért feltételezhetjük, hogy az elektron hullámfüggvénye ilyen síkhullám alakban írható fel. A réseket tartalmazó fal egy végtelen magasságú potenciálgát, amelyen belül az elekron hullámfüggvénye nulla. A réseken túl pedig a hullámoptika szórási jelenségeiből ismert kép szerint a hullámot gömbhullámok szuperpozíciójaként tudod elképzelni. Ezek interferenciája adja ki a diffrakciós képet a falon.

Mellesleg a jelenséget már kiszámolták a Feynman által kitalált pályaintegrálos módszerrel is, és úgy is a kísérleti megyfigyelésekkel egyező eredményt kaptak.

Egyébként nekem ez utóbbi értelmezése a kvantummechanikának tetszik a leginkább. Valahogy ez ragadja meg a lényeget igazán: hogy mikroszkopikus szinten a valóság lehetőségek (angolul potentialities) összessége, azaz valószínűségi amplitúdók összege, és a természet ezek alapján választ. Ezen amplitúdók pedig komplex számokat jelentenek, azaz olyan mennyiségeket, amelyeknek nemcsak nagyságuk, hanem fázisuk is van, és itt jelenik meg matematikai szinten az, amit mi hullámtulajdonságként fogalmazunk meg.