>Witam ostatnio fascynuje mnie "double-split experiment". Fotony, które raz zachowują się jak fale,
>a raz jak cząsteczki są bardzo ciekawym zagadnieniem. Gdy dodamy do tego jeszcze "efekt obserwatora"
>to mamy prawdziwe science-fiction.
Science-fiction to raczej mamy, jeżeli będziemy traktować światło lub materię jak cząsteczki.
Doświadczenie Younga dobitnie pokazuje, że światło jest falą, podobnie jak interferencja elektronów w doświadczeniu Thomsona.

>Eksperymentu jest pokazany tutaj
>www.youtube.com/watch?v=DfPeprQ7oGc . Moje pytanie dotyczy części gdzie w stronę dwóch
>szczelin wystrzeliwujemy pojedyncze elektrony. Wiadomo, że za szczelinami na panelu powstanie wzór
>interferencyjny charakterystyczny dla fal, a nie cząsteczek. Jak to możliwe?

To naturalne dla fal. To podstawowe zjawisko fal - interferencja, czyli powstanie nowego przestrzennego rokładu amplitudy fali w wyniku nakładania się fal.

>W filmie próbują to
>wyjaśnić, że elektron w jakiś niewyjaśniony sposób dzieli się na dwie części i przechodzi przez dwie
>szczeliny na raz. I tu moje pytania: Czemu, żeby powstał wzór interferencyjny elektron musi przejść
>przez dwie szczeliny jednocześnie?

Żeby powstał wzór interferencyjny muszą się nakładać fale powstajace przynajmiej na dwóch szczelinach.

W doświadczeniu Younga fala światła dochodzi do dwóch szczelin, następnie przechodząc przez szczeliny - interferuje ze sobą tworzac wzór interferencyjny.
Podobnie jest z elektronami.

Tutaj masz to ładnie pokazane: youtu.be/QzjCzFMQlCU

>Doświadczenie Younga dobitnie pokazuje, że światło jest falą, podobnie jak interferencja elektronów w doświadczeniu Thomsona.

Jak pojedynczo wysyłane elektrony są falą ?

Dlaczego w takim razie gdy umieścimy przy szczelinie czujnik zarejstruje on pojedyncze fotony/elektrony. Nie będzie to dowód, że to jednak cząsteczki?

> gdy umieścimy przy szczelinie czujnik zarejestruje on pojedyncze fotony/elektrony.
Ponieważ czujnik "skradnie" fotonowi/elektronowi inne możliwości.
> Nie będzie to dowód, że to jednak cząsteczki?
Nie, to znaczy tylko tyle, że w relacji z czujnikiem fala "konkretyzuje się".

PS
Proszę wybaczyć nieścisłe sformułowania, ale skoro fizyki kwantowej nikt nie rozumie, to problem można chyba potraktować nieco poetycko.
>

No dobra ale wykonano ten eksperyment z większymi CZĄSTECZKAMI (fulerynami) i efekt był ten sam. Nie ma tu więc mowy o żadnych falach, a jednak powstał wzór interferencyjny.

>No dobra ale wykonano ten eksperyment z większymi CZĄSTECZKAMI (fulerynami) i efekt był ten sam. Nie ma tu więc mowy o żadnych falach, a jednak powstał wzór interferencyjny.

Jak najbardziej możemy mowić a falach, zarowno jeżeli chodzi o światlo, pojedyńcze elektrony, czy elektrony rezonujące w atomach czy cząsteczkach.
Jakiś czas temu grupie naukowców z instytutu Lund w Szwecji udało się sfotografować wnętrze atomu za pomocą superszybkich (attosekundowych) błysków laserowych. Robili to w taki sposób, że za pomocą tych błysków uwalniali z próbki atomy w dokładnie takim samym stanie kwantowym, wielokrotnie, po czym próbkowali każdy z nich za pomocą przyrządów czegoś w rodzaju spektroskopu, lecz badającego ich pęd. Uzyskali w ten sposób rozkład gęstości i pędów atomów, a ponieważ wszystkie te atomy były jednakowe i można to było zagwarantować, to niejako poznali rozkład gęstości i pędów w obrębie jednego takiego atomu. Nawet nakręcili krótki film animowany, zmieniając stan kwantowy atomu za pomocą wolniej falującego światła podczerwonego.

www.youtube.com/watch?v=Z4cEL6UoMqg

>Jak najbardziej możemy mowić a falach, zarowno jeżeli chodzi o światlo, pojedyńcze elektrony, czy elektrony rezonujące w atomach czy cząsteczkach.

Czy mógłbyś mi dokładniej wytłumaczyć jak możemy np. fulerynę - cząsteczkę, o której przecież wiemy, że ma charakter przestrzenny, wiemy jak wygląda, nazwać falą?

>Czy mógłbyś mi dokładniej wytłumaczyć jak możemy np. fulerynę - cząsteczkę, o której przecież wiemy, że ma charakter przestrzenny, wiemy jak wygląda, nazwać falą?
Żeby być ścisłym to fuleren. Ma określoną konfigurację przestrzenną ale nawet oglądana przez mikroskop elektronowy co najwyżej przypomina geometryczną mgiełkę. Więc mówienie o "wyglądzie" to przesada. My co najwyżej przedstawiamy sobie ostre i dokładne wyobrażenie takiej idealnej struktury, podczas gdy ona istnieje na sposób kwantowy właśnie. Nieostra, znajduje się trochę tu trochę tam, a jej części składowe są jeszcze mniej ostre. Cząsteczka jest "duża" w porównaniu z elektronem a właściwie to dużo bardziej masywna. Więc jej nieostre istnienie jest dużo bardziej ostre. Ale wciąż da się wyłuskać jej właściwości falowe w bardzo precyzyjnych doświadczeniach.
vcq.quantu(*)n/Publications/2005-17_neu.pdf

---

Ach gdzież jest niegdysiejszy Quetzalcoatl...

>>Jak najbardziej możemy mowić a falach, zarowno jeżeli chodzi o światlo, pojedyńcze elektrony, czy elektrony rezonujące w atomach czy cząsteczkach.
>Czy mógłbyś mi dokładniej wytłumaczyć jak możemy np. fulerynę - cząsteczkę, o której przecież wiemy, że ma charakter przestrzenny, wiemy jak wygląda, nazwać falą?
Ależ fale również mają charakter przestrzenny.
Mamy różne rodzaje fal, najczęściej spotykamy się z tzw. harmonikami sferycznymi, gdyż elektrony w atomach przybierają właśnie tzkie kształty i drgają w taki sposób.

Cechą fali sferycznej jest to, że jest ona rozciągnięta w przestrzeni, dlatego nawet jeżeli przepuścimy elektron, a właściwie jego centrum falowe przez jedną szczelinę to i tak fala elektornu przechodzi przez drugą szczelinę i w ten sposób za przesłoną elektron interferuje niejako sam ze sobą.

Fala wydostająca się drugiej szczeliny interferuje z centrum falowym elektronu przelatujacym przez pierwszą szczlinę w konsekwencji powodując niewielkie zmiany trajektorii jego ruchu.

>No dobra ale wykonano ten eksperyment z większymi CZĄSTECZKAMI (fulerynami) i efekt był ten sam. Nie ma tu więc mowy o żadnych falach, a jednak powstał wzór interferencyjny.

Bo fizycy przyjęli tu interpretacje kopenhaską sformułowaną przez Nielsa Bohra. ("Shut up and calculate!"). Bohr był anty-realistą i instrumentalistą, więc miał poglądy całkiem podobne do moich: Nie istnieje obiektywny obraz świata, nie ma żadnej zewnętrznej rzeczywistości bez świadomego obserwatora. Zjawiska są realne tylko w sensie wyników pomiarów. Według takiej interpretacji liczy się tylko to ,że teoria po prostu jest użyteczna w korelowaniu zjawisk. Mechanika kwantowa z pewnością jest użyteczna w korelowaniu zjawisk. Samo istnienie stanów skupienia, fizyczne i chemiczne cechy materiałów, barwy, proces krzepnięcia, a nawet elementy biologii molekularnej są "korelowane" w obrębie tej teorii.

Niestety Richard Dawkins się z takim podejściem wciąż nie zgadza:

"To zresztą zadziwiające, jak wielu ludzi nie potrafi wciąż zrozumieć, że "X jest użyteczne", nie oznacza wcale "X jest prawdziwe" ! "(Bóg urojony, s.31)

Pozdrawiam.

.

>(...) elektron w jakiś niewyjaśniony sposób dzieli się na dwie części i przechodzi przez dwie
>szczeliny na raz.

Nigdy nie da się intuicyjnie pojąć zjawisk kwantowych, jeśli będzie się traktować, czy wyobrażać sobie cząstki na sposób klasyczny. Elektron nie jest obiektem jak te, które znamy ze świata makroskopowego. Kompletny stan np. piłki można opisać zestawem liczb rzeczywistych. Kompletny stan elektronu opisuje się innym matematycznym obiektem - funkcją lub wektorem stanu, który jest zestawem (ogólnie nieskończonym) liczb zespolonych.
>I tu moje pytania: Czemu, żeby powstał wzór interferencyjny elektron musi przejść
>przez dwie szczeliny jednocześnie? W jaki sposób po tym jednoczesnym przejściu miałby ze sobą
>interferować i co się z nim dzieje kiedy już przez nie przejdzie, że powstaje taki wzór?
Ponieważ elektron nie jest obiektem klasycznym, rozważanie go w takich kategoriach (podzielił się, przeszedł itp.) jest pozbawione sensu. Wzór interferencyjny jest efektem prawdopodobieństwa detekcji elektronu w różnych punktach ekranu. Aby tak było, stan na ekranie musi być sumą wkładów od obydwu dróg. Gdyby była tylko jedna możliwa droga, stan miałby inną postać i nie byłoby wzoru interferencyjnego.

Jeśli Cię to nie zadowala, powiem tak: Nie da rady sobie tego wyobrazić. Trzeba przyjąć, że tak jest.

---

Ach gdzież jest niegdysiejszy Quetzalcoatl...

>Ponieważ elektron nie jest obiektem klasycznym, rozważanie go w takich kategoriach (podzielił się, przeszedł itp.) jest pozbawione sensu. Wzór interferencyjny jest efektem prawdopodobieństwa detekcji elektronu w różnych punktach ekranu. Aby tak było, stan na ekranie musi być sumą wkładów od obydwu dróg. Gdyby była tylko jedna możliwa droga, stan miałby inną postać i nie byłoby wzoru interferencyjnego

Czyli elektron nie jest materialny tylko jest jakby "falą prawdopodobieństwa"?

>Czyli elektron nie jest materialny tylko jest jakby "falą prawdopodobieństwa"?
Znowu używasz kategorii wziętych z potocznej intuicji. Co to jest "materialny"? Że można dotknąc, powąchać, zobaczyć kolor? Nie, elektron nie jest materialny w ten sposób. Podobnie jak czarna dziura, kwazar, ciepło, cząsteczka wody...
Elektron jest zestawem cech/właściwości. Dosyć nielicznych zresztą. Pęd, położenie, spin, ładunek, masa. Ni mniej ni więcej. Co ciekawe, nic nam nie wiadomo o tym, by miał jakieś wymiary. I te właściwości manifestują się w różny sposób, zależnie od tego jakie przeprowadzimy doświadczenie.

---

Ach gdzież jest niegdysiejszy Quetzalcoatl...