Tényként vehetjük azt, hogy egy részecske tud egyszerre több helyen is tartózkodni, vagy ez csak hipotézis?

Megtévesztő így fogalmazni, hogy egyszerre van több helyen. Ez úgy hangzik, mintha egy pingpong labdáról beszélnénk, ami egyszerre van az asztalon, az asztal alatt, a polcon, a széken, a padlón. Ez így nem stimm.

Úgy pontosabb, ha azt mondjuk, a pozíciója eredendően nem meghatározott, hanem csak valószínűsége van neki. Nem lehet maximális pontossággal beazonosítani, hol van (legfeljebb törekedhetsz rá), mert mindig lesz egy kis határozatlanság a pozíciójában.

Ez tény. A kvantum-alagúthatás jelensége pontosan erről szól. Mivel nem meghatározott a részecske pozíciója, hanem csak az fix, hogy egy adott helyen mekkora valószínűséggel fordul elő, képes arra, hogy egy fizikai akadály túloldalára manifesztálódjon, mivel nemnulla valószínűséggel található meg ott (is). A legtöbb esetben tehát a "helyén marad", de időnként "megszökik".

Igen. Egyszerre van több helyen. Ezt a az ún. egyfotonos kisérlettel kimutatták.

Olyan alacsony fényintenzitást kell használni, hogy egyszerre csak 1 foton legyen a berendezésben. És a fénysugarat egy olyan lemezen kell átengedni, amin két rés van. A felfogó ernyőn egy interferencia kép fog keletkezni, ami bizonyítja, hogy az egyetlen foton egyszerre átment mindkét résen. Ezt a kisérletet elektronokkal és protonokkal is megcsinálták már. Sőt talán könnyű atommagokkal is. (Rémlik.)

[link]

"Egyszerre van több helyen."

Pontosabban itt a "van" nem egyértelmű fogalom. Észlelni, kölcsönhatásba lépni csak egyetlen helyen lehet vele. Ha ezt megpróbáljuk, akkor bizonyos valószínűséggel teljes egészében megjelenik azon a helyen.

De ha "békén hagyjuk", akkor -ahogy a fenti kisérlet- is bizonyítja, úgy viselkedik hogy egyszerre van több helyen.

Ez azt jelenti, hogy hullámjelenségeket mutat.

Amúgy a fullerén (C60) nem kifejezetten könnyű részecske, és már ezzel is kimutatták.

"Ez azt jelenti, hogy hullámjelenségeket mutat."

De ezen belül egy olyan interferenciát, ami csak akkor következhet be, ha egyszerre áthatol mindkét résen. Egyetlen részecske!

Sajnos nem kezelhetjük tényként, mert a helyzet ennél sokkal bonyolultabb.

50 évvel ezelőtt a kémia tanárom úgy magyarázta el a hidrogén s atompályájának gömb alakját "szemléletesen" , hogy van a proton, és körülötte kering az elektron. És a keringésről nagy zársebességű fényképezőgéppel pillanatfelvételeket készítünk. Több tízezer felvételt. És ha ezeket a felvételeket mint dia képeket egymásra teszem és átnézek rajtuk, akkor ez a sokezer felvétel kiadja azt a gömfelszínt, amely az s atompályát jellemzi.

Nos a magyarázat nyilván sántít. Nem tudok felvételt készíteni a rendszerről. Nem tudom hol van az elektron. A mai definíció szerint "az atompálya az a térrész, amelyen az elektron vagy elektronpár megtalálási valószínűsége 90%". És ugye itt jön a csusza. Ezen a helyen lehet egy elektron. De ugyanezen a helyen lehet kettő is. (Ugye ez a makroszkópikus világban nem jellemző.)

Tapasztalatból tudjuk, hogy a mikrovilágban ha valamit részecskeként vizsgálok, akkor részecskeként fog viselkedni, ha a hullám tulajdonságait vizsgálom, akkor hullámként fogom értelmezni a viselkedését. Nem tartom szerencsésnek, hogy arra a részecske tulajdonságot firtató kérdésre, hogy a részecske hol van (illetve lehet-e több helyen), olyan kísérlettel próbálunk meg választ adni, amely a hullám tulajdonságát vizsgálja (kétrés kísérlet).

Olyan ez, mint amikor elindulok lefelé délben a lépcsőn, és a felfelé jövő diák megkérdezi tőlem, hogy tanár úr a ciklotron laborba megy, vagy ebédelni? És erre én azt mondom: igen! És nem érti. Pedig igaz. Vagy a ciklotron laborba megyek, vagy ebédelni. Majd ha leértem, a lépcső alján eldöntöm.

"Nem tudok felvételt készíteni a rendszerről."

De, tudsz. Csináltak már ilyet, és ez is pont ugyanezt az eloszlást mutatja.