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二重スリット実験とかいうヤバすぎる実験
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0001ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/19(月) 18:31:10.17ID:bb2cHrWj
人が観測しているときとしていないときで結果が変わるとかいう恐怖…

https://youtu.be/vnJre6NzlOQ
0002ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/19(月) 18:32:05.97ID:bb2cHrWj
怖い…
0004ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/20(火) 08:20:31.46ID:DDQepuvC
選択遅延実験
0007ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/21(水) 08:28:43.13ID:ojL5L3v1
観測も相互作用も関係ないっす。
環境が変わるんで結果が違うだけって。
0008ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/21(水) 08:31:23.45ID:???
「観測しただけで」ってのが果たして本当にそうなのか分からない
観測という行為そのもので何かしら物理的な干渉が起こってるかもしれんじゃん
0009ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/21(水) 18:26:35.53ID:N0R5ja2V
電子もそう。観測が電子の位置を決めるんだ。
観測するまでは存在確率のモヤモヤした雲がある。

Q観測する前にも電子の場所は決まってただろ？
A決まってない。観測する前はa軌道なのかb軌道なのかc軌道なのか、確率の雲みたいなモヤモヤしたものがあった。
観測がb軌道だと決定した。って事。
0010ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/21(水) 23:04:15.88ID:4GBf2Vj0
静止している1つの電子を1.5*10^-21[V]で加速し、両端が
完全弾性反発する1mの筒の中に入れたところうまく往復運動を
始めた。
素電荷e=1.60*10^-16, 質量m=9.10*10^31[kg],
プランク定数h=6.63*10^-34[J・s]とする。
1. 電子のエネルギーE, 速度v, 運動量pはどれだけか？
2. 電子の物質波の波長λは何mか？
3. シュレディンガー方程式にしたがって、この電子が波動関数
運動量p, エネルギーEに対して
ψ=cos((px-Et)/hbar)+(i)sin((px-Et)/hbar)とする。
電子の存在確率密度ψ*ψは位置と時間で変わるか？
4. 位置の期待値は端から何mか？
5. 筒の両端に一定の1Vの電圧をかけた、電子の存在確率は
位置xによってどうなるか？
-(hbar)^2/(2m)　∂^2 φ(x)=e・x・φ(x)に従うとする。
0011ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/22(木) 13:29:52.58ID:s6YHy9fW
干渉縞が見たけりゃ観測するんじゃねーよハゲ！って事です。
観測が素粒子の状態を決定するのです。
0012ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/22(木) 20:29:35.51ID:c3kglTJk
光子のエネルギー(光エネルギー)E=hfやE=h/tの
Eやhやfやtは連続値(実数、無理数)ではなくて離散値(有理数)じゃん。
という事は
ΔE=FΔx(仕事、仕事率、エネルギー)のEやFやxも
Δp=FΔt(運動量)のpやFやtも
F=ma(運動方程式)のFやmやaも
F=-F(作用反作用の法則)のFや-Fも
連続値(実数、無理数)ではなくて離散値(有理数)じゃん。
という事は連続値(実数、無理数)が使われる
微分積分学や確率論や統計論を用いる事自体誤りじゃん。
しかも光子のエネルギー(光エネルギー)E=hfやE=h/tは
実験で実証されてる数式だよ。どうするのさ。
0013ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/22(木) 22:46:47.30ID:???
昔からモヤモヤしてるのが干渉縞が消える「観測」と、
そうではない似たような作用の違いの線引きって
何なんだろうねって所
0015ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/23(金) 03:06:16.42ID:gTCOuFsP
>>13
凄く目の悪い奴を連れてきて、観測装置の前に座ってもらうw感じか？
0016ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/23(金) 03:09:33.13ID:gTCOuFsP
量子力学は、話は面白いんだけど 一般人には理解不能だわ。
0018ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/23(金) 08:16:58.64ID:???
簡単簡単、電子の2相波動エネルギーが他の波動と干渉して2相の片方位置運動量が条件に合うように取り出された結果片方の相、運動量も決定する。電圧を取り出すと電流も決定する。条件をガン無視しても
0020ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/23(金) 18:25:12.79ID:CqSc8UDr
モヤモヤとした存在確率の雲があって、観測によって位置が決定するのであれば、
観測するまで猫は生と死の共存したモヤモヤとした確率の中にいる。って事になるな
0021ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/23(金) 19:23:24.35ID:VKUsk4/6
>>20
その式を作ったシュレディンガーは、
そのあまりのバカバカしさに物理学者をやめちゃったんだよね。
0022ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/23(金) 19:35:15.54ID:???
もやもやした確率のどこかにいるんだ。
それを否定するベルの不等式は見なかったことにする方が精神衛生上はよろしい。
0023ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/23(金) 23:14:33.23ID:???
もやもや（量子）と、もやもやでないマクロ（人間、観測機など）環境を完全に区別する
のがコペンハーゲン解釈になる
つまり、マクロの観測行為をすればもやもやでない値が観測されることになる
実験科学者は暗黙のコペンハーゲン解釈に従って実験計測してるから誰かのように悩まない。
0031ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/24(土) 07:16:40.47ID:???
観測ｗ悔しかったらそこら辺を見ている実験者が
スリットの片方を注視するだけで量子収縮して見せろや
0032ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/24(土) 10:08:25.21ID:pFbR2zZ+
アインシュタイン>>観測するたびに神は存在確率サイコロを振ってんの？そんな事してなくね？
0033ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/24(土) 10:10:29.39ID:pFbR2zZ+
二重スリットの板に跳ね返されてるかもしれないのに（どちらのスリットも通過してないかもしれないのに、片側スリットの観測だけで良いのか？
0034ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/24(土) 10:19:27.71ID:pFbR2zZ+
>>20
自分で書いてなんだが、初めてシュレディンガーの猫を理解した。

毒の便があって、観測したらハンマーでわると猫が死ぬとか、現実世界をイメージし過ぎていて意味不明だったが、量子力学の考えから考えると、すごく当たり前だった。

素粒子の世界と現実世界の、皆が語る矛盾点を猫の生死に例えただけじゃん。
0035ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/24(土) 11:19:33.53ID:???
量子力学では物体の運動量等がｈに比べ非常に大きいほどニュートン力学運動に近づく。
人間、猫、装置は非常に大きい、を無限大と見なしてよいかの問題がシュレディンガーの猫。
壁をぬける確率が非常に小さい、をゼロと見なしてよいかの問題と似ている。
0037ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/24(土) 12:50:52.53ID:???
>>34
ただの例えではなくて
量子サイズの粒子が重なり合って存在するのは良いかもしれない。
しかしそれを認めると古典的なマクロな物体も重なり合って存在することになるがそれは良くない。
という指摘。
0038ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/24(土) 13:45:07.67ID:???
シュレディンガー猫の重ね合わせの否定解釈は、マクロ物体の莫大な原子が熱運動で
不規則な状態にあり重ね合わせが失われているから、粒子観測装置の段階で事象が確定してる。
実際に熱の外乱があれば２重スリット実験でも干渉縞が現れない。
0039ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/24(土) 14:31:08.53ID:???
実際にシュレディンガーの猫の装置を作ったら、箱を開けなくても中の猫が生きているか死んでいるか外の様子から類推できる。
げんじつには生きた猫と死んだ猫が重なり合った状態を再現することは不可能。
机上の空論。
0040ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/24(土) 17:11:29.30ID:???
そういう事じゃないだろ
現実に再現なんてしなくても机上の理論の上でもそうはならないと考えないといけない
量子の重ね合わせはミクロにあって初めて重ね合わせ状態でいるが、マクロに直接影響を及ぼす段階になると重ね合わせを失うと考えるべき
0042ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/24(土) 21:14:06.90ID:???
熱振動しているフラーレン分子を一個ずつ二重スリットに打ちこんでも干渉する。新たな実験結果で解釈を見直すべきなのかも。
0043ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/24(土) 21:27:32.73ID:???
>>40
量子力学では生き死にが重ね合わせになるのに、実際にはそうならない。
そこからその理由を考えることになるんだろ？
それがなければ、猫の生き死には重ね合わせにできるということから出発しなければならなくなる。
0044ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/24(土) 22:14:33.02ID:???
＞フラーレン分子を一個ずつ
１つの分子が干渉するのだろ、熱と定義できるか微妙だな。
多数のフラーレン集合体（スス）が干渉すれば大ニュースだが。
0046ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/25(日) 03:20:30.41ID:???
フラーレン分子の質量は電子の130万倍。1分子が同時に左右のスリットを通過するのは無理だわな。
0047ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/25(日) 05:41:53.09ID:???
粒子は本当にスリットを通過してんのかな
スクリーンに当たったんだから通過したんだろと思うのが自然だけど、通過したかどうかは観測してなくない？
0048ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/25(日) 08:49:04.34ID:???
ソースから出た自由粒子の波動関数は広がりながらスリットに到達し、スリットを通過する部分と反射する部分とに分かれる。
2つのスリットを通過した波動関数が干渉し、スクリーンに到達したときは縞状の確率振幅になる。
粒子が各時刻にどの位置に存在するのかは、波動関数の示す確率分布で表される。
0049ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/25(日) 09:05:11.20ID:???
観測すると波動関数はリセットされ、通過した方のスリットが新たなソースとなり時間発展で広がるだけで干渉縞にならない。
0050ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/25(日) 11:10:51.91ID:???
粒子が片方のスリットを通過したと言えないのは波動関数にスリットの状態を反映できないため。
波動関数的には通過しなかった側のスリットにおける存在確率を０とし記述することになるが、これはスリットが閉じているときの波動関数と同じになる。これでは干渉しない。
0051ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/25(日) 11:16:43.98ID:???
2つのスリットの片方を粒子が通過したことを記述しようとすると、どうしても片方のスリットが閉じていることになる。
これはよろしくないので粒子の通過に関しては言及しないことにするのが、現在主流のコペンハーゲン解釈。
0052ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/25(日) 11:22:05.85ID:???
>>47
＞粒子は本当にスリットを通過してんのかな
量子力学の論理解釈では「スリット通過を観測してそこを通過した」と結論する。
古典物理の論理解釈では「どちらかのスリットを排他的に通過した」になる。
だから、量子力学の解釈ではスリットAから来た確率とスリットBから来た確率の和にならない。
0060ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/25(日) 12:11:37.21ID:???
例えば小さい球を発射して単独のスリットを通してスクリーンの確率分布が判れば
２重スリットの場合のスクリーン確率分布は確率の和から計算できる。
電子の２重スリットの場合はそれが成り立たない。
0062ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/25(日) 12:36:53.96ID:???
量子力学など詳しく知らなくても
２重スリットの矛盾は、日常経験の排他論理をミクロの物理でも成り立つと
勝手に解釈した結果だと分れば十分だ。
0067ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/25(日) 16:13:28.50ID:???
運動で放射性原子の寿命が延びるのが実験事実ならばニュートン力学の結果と矛盾する

電子の二重スリット実験で干渉縞ができるのが実験事実ならば古典力学の結果と矛盾する。
または
電子がどちらかのスリットを排他的に通過する理論は,干渉縞ができる実験事実と矛盾する。
0068ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/25(日) 19:14:05.41ID:???
くだらない言葉遊び。
光速に近い速度の物体の運動や量子サイズの粒子の運動にニュートン力学を適用してはいけないだけの話じゃん。
0069ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/25(日) 19:25:23.71ID:???
＞適用してはいけない
馬鹿なオマエが指図するのか？

馬鹿でなければ実験事実と矛盾すれば矛盾しない理論を使うだけ。
0070ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/25(日) 22:42:56.37ID:???
1個の粒子が根拠は無いが同時に両方のスリットを通過してさらに物理的に何のことだかわからん「粒子の干渉」が起こっている

というのが矛盾する理論だな。
粒子の状態関数を知らなければ仕方なかろう。
0071ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/25(日) 23:49:27.54ID:???
自由粒子の波動関数の時間発展を考えれば、波動関数が両方のスリットを同時に通過して干渉することに何も問題は無い。
0073ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/26(月) 00:32:52.86ID:???
電子が粒子じゃなくて波動だとしても、
スリットを一度にたくさんの電子がスリットを通ったとすれば波が干渉するのばわかる。
二重スリット実験の問題は、電子を１つづつ発射しても干渉縞ができるということだよね？
電子が涙だとすればそれは当然のこと。
そこで「でも電子って粒子だよね？」と言い出すから矛盾になるわけで。
0077ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/26(月) 09:03:34.02ID:???
>>73
電子の波の性質を表すのはシュレディンガー方程式の解である波動関数なんだよね。微分方程式の解は関数になる。そのシュレディンガー方程式では電子を質点＆点電荷として扱っている。粒子でなければ量子力学にならない。

波動関数は位置と時間の関数で絶対値の二乗が各時刻における粒子の存在確率になっている。粒子を観測すれば波動関数の存在確率の通りに位置が得られる。観測後はその一点を初期値にした波動関数が得られる。
これが波動関数の「収縮」だけど別の初期条件を使っているから呼び方が良くないね。観測による「リセット」の方が良いかも。
0078ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/26(月) 09:54:29.35ID:xirL309H
全てはヒモ
0081ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/26(月) 12:53:03.75ID:EYWf6iM3
ヒモの解説クレメンス
0082ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/26(月) 12:58:05.61ID:???
>>80
再設定、良いね。
「収縮」だと同じモノが伸びたり縮んだりするイメージだから正しい理解には至りにくい。
関数のパラメータが異なる初期条件で決められたら別の関数になる。

スリットA,BがあってAを通過したしたことを観測すれば、今度はスリットAが粒子源になって時間発展する。
スリットとスクリーンの間には何もないのだから波動関数は広がるだけで干渉しない。
このことが
「粒子が片方を通過すると干渉が消える」と誤解されている場合が多いね。
波動関数が正しく理解できていれば間違うことはないでしょう。
0083ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/26(月) 13:15:59.28ID:???
そうだね。
翻って鑑みれば
もともと光は電磁波という波であり、さまざまな実験結果で横波であることまでわかってた。
なので光は干渉するし進行方向はホイヘンスの原理に従う。
ところが光電子効果はそれでは説明がつかなくてアインシュタインが光量子仮説を提案した。
それを考えると、光を光子という粒子と考えなければ、あらゆる状況でスリットを通った光が干渉するのは当然。
たとえ発車したのが光子一個分だとしても、伝播している間は波なのだから。
しかし、光子がどちらのスリットを通過したかを観測したということは光子を粒子として捉えたということで、光量子仮説により位置が特定される。
これにより通過した方のスリットから再度光子が発射されたと考えれば干渉縞ができないのは当然と言えるわけだね。

「観測しただけなのに干渉縞が消える」というのは誤謬な訳だ。
0087ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/26(月) 19:00:04.18ID:???
>>77
＞波動関数の「収縮」だけど別の初期条件を使っているから呼び方が良くないね。観測による「リセット」
>>80
＞「問題の再設定」でどうだ
言葉の言いかえにすぎないから収縮問題をすり替えた誤魔化し、リセットとか再設定
の
物理的説明のほうが遥かに難しいだろ。

電子は「波」とか言うのは簡単だが、古典物理の波動は（瞬間）収縮など絶対しないから
誰が読んでも別物だと判る。
0088ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/26(月) 19:20:11.20ID:???
物理学と数学の違いは数式の物理的意味を説明する必要があるか無いかだ、必要が無いなら数学だけで完結する
電子の波などの収縮は現代でも物理的説明が不完全な現象の一つ。
0089ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/26(月) 21:34:07.81ID:???
電子の２重スリット実験で天下り的に波動関数を振りかざしても（瞬間）収縮の説明で
ジレンマに陥る、観測行為の説明は量子力学の泣き所なのだ。
0090ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/27(火) 00:02:11.81ID:???
>>87-89
波動関数は微分方程式の一般解だから任意の積分定数を決めるためには初期条件が必要になる。
異なる初期条件を使えば異なる波動関数になるだけ。
「収縮」のような時間発展による変化とは違う。

通俗本の解説を天下りで信じていると微分方程式の一般解である複素関数が目の前の空間に漂っているとか間違えるのか。
0091ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/27(火) 00:15:07.46ID:???
観測行為で得られた情報を元にした初期条件を使って一般解の任意定数を書き換えるだけのこと。
これが波動関数の「収縮」の正体だよ。
別にジレンマではない。微分方程式を知っていれば2chのスレで解決する程度の問題。
0092ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/03/27(火) 00:54:51.50ID:???
＞観測行為で得られた情報を元にした初期条件
観測してみなきゃ分からない言うことか、計算手順としか見えないが
波動関数は計算手順と割り切るのがコペンハーゲン解釈かもな。
0094ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/27(火) 08:07:00.08ID:???
>>93
ガウス波束を使う。簡単に言うと一次元の場合は正規分布曲線だな。
十分に幅の狭いガウス波束はデルタ関数的だよ。
0095ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/27(火) 10:33:32.94ID:???
粒子源の位置に置いたデルタ関数的ガウス波束を波動関数とすると広がりながらスリットに到達する。到達後は通過部分と反射部分に分かれる。もう「正規分布」ではなくなる。
2つのスリットを通過した波動関数は干渉しスクリーンに到達すると縞状の確率分布になる。
スクリーンによる粒子の観測を繰り返せば粒子の到達位置は縞状のパターンになる。
またスリットの通過に関して言えるのは等確率で通過するいうことだけ。ただし波動関数の絶対値の二乗は空間内の一点における一粒子の存在確率であり粒子が同時に複数の場所にいることを示すものではない。
0100ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/03/27(火) 15:14:30.53ID:???
スリットがひとつだけの場合を考える。

電子が飛んでいるときは純粋に波だとすると、電子をひとつだけ発射したとき、必ず波の一部は遮られ、一部はスリットを通ってターゲットに当たることになる。
もしそうなら、波の一部はスリットで遮られるから電子がターゲットに当たったときエネルギーは弱くなるはず。

ところが実際は、電子はあるときはスリットで遮られ、あるときはスリットを通過するという挙動になる。つまり波ではなく粒子としてスリットを通過したことになっている。

ところがスリットが２つあると、それぞれのスリットの間隔と電子の物質波の波長ち合わせた干渉縞ができる。

このことから、電子が波として飛んできてスリットのところまで来たとき、電子の存在確率がスリットで遮られる場所だったら電子はスリットを通過できない。そして電子の存在確率がスリットのところだった場合は波のまま電子全部がスリットを通り抜けるということになる。

でもこれでは、電子は２つのスリットのどちらかを通過したことになり、ひとつの電子だけで干渉縞ができる理由が説明できない。

よって、「リセット」とか「再設定」という言い方では不十分なのではないか？
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