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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
0710ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/11/07(水) 10:44:03.63ID:???
>>709
そんな古典力学のような「運動軌跡」が量子力学にあるはずない。
量子力学的なパスが「確率振幅」なのは当たり前。その上で、
・スリット1を通ってスクリーンに到達するパスを表す波動関数φ1
という条件を使っているのに、
・電子の量子力学的なパスが無い
と言ったら、矛盾だろ。

いずれにしろ、
スリット1,2を同時に通過する波動関数φ12を使ってない時点で、
スリット通過に関しては、必ずどちらか一方のスリットを通る条件になっていて、
それで干渉縞のパターンになる、ということだ。
0712ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/11/07(水) 11:33:19.54ID:???
おまけ、ファインマンの経路積分によれば粒子の運動量が非常に大きい極限では
変分がゼロの経路以外は打ち消しあって殆どゼロになり、古典力学の粒子の運動軌跡と
同じになる。（２重スリットなら直線運動の軌跡）
ただし、変分がゼロの経路はあくまで”確率振幅”だということだ、粒子の運動軌跡ではない。
これが、量子力学（経路積分）によるマクロ粒子（古典粒子）の古典運動の解釈になる。
0713ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/11/07(水) 13:16:46.33ID:???
>>711
・（確率振幅）より基本的なカラクリのアイデア

電子は等速直線運動しない。チッタベベグングな振舞い。
同様に水面上でブラウン運動する微粒子も等速直線運動しない。
ただし、水面上のブラウン粒子には水の分子運動という下部構造(カラクリ)が
あることが1905年にわかった。しかし、
電子の場合には、今のところそのような下部構造に対するアイデアが無い、
ということが、>>711
下部構造が有るのか無いのかすらわからない。それゆえ、確率的に扱うしかない。
0714ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/11/07(水) 13:23:29.39ID:???
二重スリット実験では、粒子はどちらか一方のスリットを通過するが、
量子効果により、干渉縞のパターンを形成するようにスクリーンに到達する。

スクリーンをスリットの直後に持ってくれば、どちらを通過したのかの検出器になる。
もちろんこの時は、スクリーン上には2本の輝線ができるだけで干渉縞にはならない。
0715ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/11/07(水) 14:52:38.77ID:???
>>714
＞二重スリット実験では、粒子はどちらか一方のスリットを通過する

キミは >>712 でファインマンが確率振幅でマクロ粒子運動（古典力学）を矛盾無く
説明したことが理解できないらしい。
量子力学によって　−＞　「（古典）粒子がどちらか一方のスリットを通過する」
が説明できるが、逆に
「粒子がどちらか一方のスリットを通過する」ー＞「干渉縞のパターンを形成する」
のような量子現象を古典力学的に矛盾無く説明できた物理学者は誰もいない。

＞量子効果により、干渉縞のパターンを形成するようにスクリーンに到達する。
キミは「量子効果」？とかの言葉遊びで誤魔化して妄想してるだけな。
0717ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/11/07(水) 16:39:07.30ID:???
>>715
・「粒子がどちらか一方のスリットを通過する」ー＞「干渉縞のパターンを形成する」
・のような量子現象を古典力学的に矛盾無く説明できた物理学者は誰もいない。

何が言いたいのかわからんな。
φ1+φ2を使ってるなら、
粒子はどちらか一方のスリットを通過するが、それが１か２かはわからないだけ。
量子力学的にも、もちろん古典的にも粒子は必ず一方のスリットを通過している。
量子力学では波動関数で記述される量子揺らぎのために、スクリーン上では干渉縞のパターンになり、
古典力学では等速直線運動するので、スクリーン上にはスリットの形状のパターンになる。

・キミは「量子効果」？とかの言葉遊びで誤魔化して妄想してるだけな。

ここでいう量子効果とは、波動関数の確率振幅で記述される粒子の振舞いのことだが。
ファインマンが、言葉遊びで誤魔化して妄想してるだけ、とキミは言いたいのか？
0718ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/11/07(水) 16:48:52.90ID:???
・スリット1を通ってスクリーンに到達するパスを表す波動関数がφ1
・スリット2を通ってスクリーンに到達するパスを表す波動関数がφ2
という波動関数を使って
・|φ1+φ2|^2なら干渉縞ができる
と言っているのに、何故か
・片方のスリットを通過すると干渉しない
というのが、矛盾だな。
0719ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/11/07(水) 16:54:16.63ID:???
・スリット1を通ってスクリーンに到達するパスを表す波動関数がφ1
・スリット2を通ってスクリーンに到達するパスを表す波動関数がφ2
という波動関数を使って
・|φ1|^2+|φ2|^2なら干渉縞にならない
これは、その通り。
単スリット1と単スリット2の重ね合わせを記述しているから、
干渉するファクターはゼロ。
0720ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/11/07(水) 19:52:29.90ID:???
>>717
＞粒子はどちらか一方のスリットを通過するが、それが１か２かはわからないだけ。
＞ここでいう量子効果とは、波動関数の確率振幅で記述される粒子の振舞いのことだが。

上の二つの文は論理矛盾してるのが量子力学を学習した他人には直ぐ判るがキミ自身は
理解できないようだ
異なる理論を基にした２つの記述を引っ付けて（物理）説明できましたという作文。

700行以上のスレでも頑固に自説の主張を続けるのだから死ぬまで確信してるんだろ。
0721ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/11/07(水) 20:19:52.49ID:???
幼児期から本能的に刷り込まれると一生消えず強固になる人がいるという実例だな
その刷り込みの一つが物体・物質粒子は観測しなくてもどの瞬間にも空間のある位置
に存在するというもの。（わからなだけ）
物理学の学習から習得したものではない、手品で手からコインが消えた後に観測外に
隠されたと納得するのと同じ。

物質粒子がどの瞬間にも空間のある位置に存在するのは間違いであって、観測してない
ときには波動関数（確率振幅）の状態にあるという概念は、刷り込みをブレーク・スルーできる人でなければ不可能だ。
量子力学の確率振幅は「わからない」のではなく本質的に不確定状態にあるのが大前提
で暫定的な理論などではない、将来にわたって「わかる」ことなど無い。
量子力学の完成以来、適用されたあらゆる量子現象で理論と矛盾したことが無いのが根拠といえる。
0723ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/08(木) 09:37:28.10ID:mvvBTBfh
レーザーポインター がまぶしすぎて実験出来ない。
0724ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/11/08(木) 10:36:59.90ID:je+YmsHd
波動関数と言う結果だけを記述しているものから、過程を古典力学的に描いてしまうと両スリット同時に通過しているはずとなるだけ。観測できないものは分からないが正解。
0725ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/08(木) 12:36:11.91ID:???
粒子の位置を観測した時刻に位置が初めて決まるという新しい概念を受け入れる人に
量子力学の門は開かれている。
粒子の位置を観測などしなくても任意の時刻の位置と速度は決まってる・知らないだ
けと確信する人には一生悩み続ける地獄の門が開いている。
0726695
垢版 |
2018/11/08(木) 14:08:57.07ID:???
>>696
サンクス。
まあ、この問題に関して述べる事は難しいな。
0727ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/11/08(木) 17:02:11.41ID:???
コペンハーゲン解釈が事実だと勘違いしてるよなぁ。日本人には多いのだが。

＞観測してないときには波動関数（確率振幅）の状態にあるという概念は、

「状態にある」なんて言葉遊びで誤魔化してるぜ。電子の質量や電荷がどのように変化してるんだ。

＞過程を古典力学的に描いてしまうと両スリット同時に通過しているはずとなるだけ。

過程を量子力学的に記述するのが経路積分だろ。
0728ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/08(木) 17:07:30.06ID:???
>>725
＞粒子の位置を観測した時刻に位置が初めて決まるという新しい概念

電子の2重スリット通過を観測すると、通過するときは必ず一方のスリットを通過している。
電子のサイズに比べればスリットのサイズは十分に大きい。
では、
観測の直前には電子はどちらのスリットを通過中だったのか？
0730ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/11/08(木) 18:35:11.35ID:???
>>728
＞観測の直前には電子はどちらのスリットを通過中だったのか？
その質問は理解してない証拠だな
量子力学によれば観測前は両方のスリットを覆う空間の波動関数（確率振幅）の状態になる。
ただし、どちらか一方で電子を観測された後の時刻ではそのスリットを通過したと
因果的に解釈できる。
その類は遅延選択実験で詳しく説明されている。 それによれば因果解釈は直前でな
くてもかまわない千年前の星の光子が銀河のどっちの端を通ったも今の観測で決定する。
0731ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/08(木) 18:55:12.46ID:???
>>730
＞今の観測で決定する。

つまり、観測していない時の状態についてもちゃんと言及できて
スリットを通過するとき、電子は必ず一方のスリットを通過する
と言えるわけだ。
電子が両方のスリットを通過することなどありえない、という結論だよな。
0733ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/08(木) 19:08:58.76ID:???
スリットの出口で捕まえて観測するという行為自体が、スリットを通過したと推測する
過去の因果的な解釈してるということになる。
0734ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/08(木) 19:24:52.07ID:???
>>732-733
「観測行為」＝「解釈」とか、大丈夫か？ｗ

2重スリット実験で粒子は必ず一方のスリットを通過するが、干渉縞のパターンを描く

ことがわかれば、それでよい。
0735ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/08(木) 19:36:23.23ID:???
>>734
量子現象と関係なく
一方通行のトンネルの出口で車の写真を取れば、車がトンネルを通ったと推測する
当たり前の因果論理も理解できないようだな。

＞2重スリット実験で粒子は必ず一方のスリットを通過するが、干渉縞のパターンを描く
死ぬまで叫んでくれ。
0736695
垢版 |
2018/11/08(木) 19:38:30.31ID:???
なるほど。
コペンハーゲン解釈が、支持されている理由がようやく解って来たwww。
0737ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/08(木) 19:52:18.20ID:???
>>735
コペンハーゲン解釈に毒されると、
粒子が一方のスリットを通過するという、当たり前の因果論理も理解できなくなるらしいｗ
0739ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/08(木) 22:06:54.27ID:???
まぁ実際粒子とか質点で計算するより波から入った方が楽っぽいけどな

光子というか電磁場の量子化みたいに電子場を量子化することで粒子として扱える〜みたいな方が理解しやすい気がする
俺は途中で諦めたけどな！
0741量子論初級者
垢版 |
2018/11/08(木) 23:52:42.38ID:mgJ3wAku
レス数が伸びていると思ったら今日もだいぶ議論が白熱しているようだな。

それにしてもこのスレッドの人々は、レベルの高い議論をする。
数学が好きになれず中学レベルの問題すらよく分からない今の自分にとっては、ほとんど何が何だか意味が分からない。

観測前の電子の状態が、どこに存在しているか曖昧で、「重なり合う状態」というように表現しているのが、ニールス＝ボーアらが唱えたコペンハーゲン解釈という理論らしい事が分かった。

「重なり合う状態」
と書いてしまえば、一言で表現されるがこの状態が何を意味しているのか、理解するのは容易な事ではない。いや、おそらく不可能であろう。
0742量子論初級者
垢版 |
2018/11/08(木) 23:55:56.79ID:mgJ3wAku
>>657であげた
ウスペンスキーの「ターシャムオルガヌム」の中に次のような記述があったな。

1、1次元の世界の住民は、2次元の世界を実感する事はもちろん、想像する事さえ出来ないだろう。
2、2次元の世界の住民は、3次元の世界を実感する事はもちろん、想像する事さえ出来ないだろう。
3、3次元の世界の住民は、4次元の世界を実感する事はもちろん、想像する事さえ出来ないだろう。

下位の次元の感覚で上位の次元の感覚は、実感も想像も出来ないとの事である。
であるから同様にして、

4、4次元の世界の住民は、5次元の世界を実感する事はもちろん、想像する事さえ出来ないだろう。
という事も、もちろん成り立つだろうな。
0743赤部一太
垢版 |
2018/11/08(木) 23:58:02.26ID:mgJ3wAku
点（0次元）の運動の軌跡は線（1次元）である。
線（1次元）の運動の軌跡は面（2次元）である。
面（2次元）の運動の軌跡は立体（3次元）である。
立体（3次元）の運動の軌跡は、（4次元）である。

縦、横、高さの空間の世界の中で、運動する事により物事が変化していく世界。
我々は、この4次元の世界までしか認識できないとされている。
この4次元の世界の運動の軌跡は、5次元になるのであろうが、それは通常の感覚では想像する事も出来ない。

コペンハーゲン解釈の「重なり合う状態」。
この状態を深く知る事は我々が感じる事も、想像する事も出来ない上位の次元について理解する助けになるかもしれない。
0744量子論初級者
垢版 |
2018/11/08(木) 23:59:53.79ID:mgJ3wAku
そういえば、Drクォンタムの平面に関する動画もyoutube内にあったので、リンクを貼っておこう。
Dr Quantum - Flatland
↓
https://www.youtube.com/watch?v=BWyTxCsIXE4&;t=

2次元世界と3次元世界との関係について触れられているようだ。
0747ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/09(金) 20:14:05.84ID:GbLAvhIP
わが●●論新物理学でお答えしよう。

未来は今は無い。未来の表現は今はゼロ＝無だ。「表現の保存則」により無の状態は

保存されねばならぬ。従って未来に進むためには万有方程式 X+Y=0 によってXかその

反のYのどちらかを選択せねばならないが、観測と言う行為はそれを選ぶ行為にあた

る。まあゲーデルの不完全性定理的に言うと系の内部では決まらないXとYがあり系の

外からどれを選ぶかを決定しなければなりぬ。ということだな。
0748ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/09(金) 20:19:33.84ID:GbLAvhIP
だが量子ポテンシャルの解釈では、空間にはその粒子の量子ポテンシャルがありつまり空間と

粒子の相互作用が一見波のような動きを示すのだ。でこれはわが●●論がもう大学の時に

気が付いていたよ。
0750ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/10(土) 13:50:36.20ID:???
1の動画にあるような、
「どちらのスリットを通ったか観測すると縞模様が消える」
というのは、間違いとは言わないまでもミスリーディングを誘うよな。
位置を観測した時点で、もうすでにそれは粒子として振舞うのだから、干渉縞が消えるのは当たり前。

二重スリット実験の問題の本質は、
粒子を１つづつ飛ばしたにもかかわらず干渉縞ができるのはなぜか、ということ。
0751ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/10(土) 16:50:36.86ID:???
基本電子は波だって捉え方の方が無理がないと思うんだけどな
無理に二重性を前提にし過ぎるからややっこしくなる

基本波から入って粒子性も示す位の教え方の方が理解しやすいだろ
その方が相対論とも親和性高いし波動関数が有効なのも粒子性を示す前までだし
0752ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/10(土) 17:01:36.61ID:???
基本電子は波みたいな粒子みたいなもの。
古典的描像で白黒付けようとするから面倒くさいことになる。
0753ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/11/11(日) 00:08:28.91ID:???
シュレディンガー方程式では、電子は質点&点電荷として扱っている。
つまり量子力学でも電子は粒子。
シュレディンガー方程式の解である状態関数が電子の振舞いを記述する。

古典力学的粒子は、外力が作用しなければ等速直線運動するが
量子力学的粒子は、運動量の揺らぎのために外力がゼロでも等速直線運動しない。
量子揺らぎは不確定なので、粒子の位置は状態関数による確率分布で与えられる。

それだけの話なのだが、状態関数は波動関数とも呼ばれるので、波動関数を
字面から短絡的に「波」だと思い込んで、しばしば
「電子は粒であると同時に波でもある」などと間違われる。
波動関数は単なる微分方程式の解関数。
電子の質量や電荷が関数になる、などは明らかな間違い。
0754ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/11(日) 00:58:43.04ID:???
「電子は波みたいな粒子みたいなもの」を 「電子は粒であると同時に波でもある」に書き換えるのか。
故意に藁人形論法を行っている馬鹿か、それとも脊髄反射して書き込む馬鹿か？
0755ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/11(日) 01:17:59.47ID:???
「波みたいな粒子みたいな」では
「波っぽい粒子」なのか「波でもあり粒子でもある」なのかわからんな
0760ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/11(日) 09:01:19.35ID:???
電子を質点＆点電荷の粒子として扱わないと、シュレディンガー方程式がたたない。
つまり、量子力学にならない。
0762ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/11(日) 10:21:38.52ID:???
だから何？
原子核をプラスの点電荷としてポテンシャルに取り込んでいるだけだろ。
ボルン・オッペンハイマー近似してるし。
そもそも原子核の波動関数を求めるわけではない。
0763ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/11(日) 10:47:14.67ID:???
あれ、以前見たことのある主張とは別のことを言っているのか？
これ↓は、具体的には何を言っている？

>電子を質点＆点電荷の粒子として扱わないと、シュレディンガー方程式がたたない。
0764ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/11(日) 15:46:10.06ID:???
イチャモンの論旨がわからんな。
電子のシュレディンガー方程式をたてて、解いたことあるのか？
0767ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/11(日) 16:30:20.67ID:???
で、これ↓は、具体的に何を言っている？

>電子を質点＆点電荷の粒子として扱わないと、シュレディンガー方程式がたたない。
0768ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/11(日) 16:41:51.21ID:???
水素原子中の電子のシュレディンガー方程式なら、質点の運動量と点電荷のポテンシャル、だが。
0769ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/11(日) 16:55:31.97ID:???
点電荷のポテンシャルは、「プラスの点電荷としてポテンシャルに取り込んでいるだけ」。
そして質点の運動量は、量子化前の段階の話だろう。

結局、立てたあとのシュレディンガー方程式に、電子を質点＆点電荷の粒子として扱うことを要請するものはない。
0770ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/11(日) 17:29:07.03ID:???
>>769
＞点電荷のポテンシャルは、「プラスの点電荷としてポテンシャルに取り込んでいるだけ」。

ポテンシャル項をホントに見たことあるのか？
原子核も点電荷＆電子も点電荷のポテンシャルなんだが。

＞そして質点の運動量は、量子化前の段階の話だろう。

量子化しても電子の運動エネルギーは質量mの粒子として表しているが。(p^2/2m)
p=mvなら古典で、p=-i\hbar(∂/∂r)なら量子。

で、シュレディンガー方程式を解いた後も
|φ(r)|^2は質量mの「粒子」が位置rに存在する確率
になっているわけだが。

＞立てたあとのシュレディンガー方程式に、電子を質点＆点電荷の粒子として扱うことを要請するものはない。

粒子のシュレディンガー方程式を解けば、粒子の波動関数が得られるのだが。
脳内どんだけお花畑なんだ？ｗ
0771ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/11(日) 18:27:51.30ID:???
電子は粒子。

粒子として2重スリットの片方を通過してスクリーンに到達した電子の位置は干渉縞のパターンになる。

それだけの話。

量子揺らぎのために電子は等速直線運動しないが、どこに存在するのかは波動関数で記述されている。
0772ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/11(日) 19:15:10.29ID:???
まあ、色々な解釈の仕方があっていいんじゃない。

どれが、正しいかなんて分からないよ。
ただ、主流はコペンハーゲン解釈だね。
0773ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/11(日) 21:11:03.36ID:???
>>751
＞基本電子は波だって捉え方の方が無理がないと思うんだけどな

粒子と考えた方が事実を適切に説明できる現象が沢山ある。むしろ波と考える方が無理がある。
しかし干渉縞ができるからややこしい。
0775ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/11(日) 21:22:00.81ID:???
>>770
君は、天体力学で扱われる重力ポテンシャルを見て、地球は質点だというのか？
それとおなじで、シュレーディンガー方程式のポテンシャル項は、原子核を中心力場で「近似」しているだけだ。

>p=mvなら古典で、p=-i\hbar(∂/∂r)なら量子

つまり、量子は古典的粒子ではない。

>粒子のシュレディンガー方程式を解けば、粒子の波動関数が得られるのだが。

砂粒のシュレディンガー方程式を解けば、砂粒の波動関数が得られるといいたいのか？
だが砂粒の波動関数は、電子の波動関数とは全く形の異なる関数になるだろう。
0777ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/12(月) 03:09:43.58ID:???
>>772
粒子の量子揺らぎは「解釈」ではない。
液体ヘリウムが絶対零度近傍でも固体にならず液体なのは、
ヘリウム原子の量子揺らぎのため。

>>774
量子揺らぎのため。なぜ量子揺らぎするのかは、誰にもわかってないが、
シュレディンガー方程式(と波動関数)で粒子の振舞いを記述すると、
2重スリット実験の結果と一致する。
0778ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/12(月) 03:10:52.81ID:???
>>775
相変わらずイチャモンの論旨が不明すぎるｗ
量子揺らぎの大きさは、粒子の質量の平方根に反比例する。
現在、スリットの干渉実験ではフラーレンC_60まで、量子揺らぎすることがわかっている。
マクロな物体の質量は電子より30桁も大きい。砂粒の量子揺らぎは測定限界以下。
砂粒をシュレディンガー方程式で扱うのは、バカすぎｗ
0779ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/12(月) 03:13:29.64ID:???
>>776
波の干渉は媒質位置の変位の＋、−の足し算。電子場合は、何の「変位」なんだ？

ちなみに、電子の波動関数は一般に複素関数。
関数が3次元空間内にあるスリットを通過するとかは、馬鹿げた表現。
0780ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/12(月) 06:36:18.75ID:???
>>778

>粒子のシュレディンガー方程式を解けば、粒子の波動関数が得られるのだが。

ならば、この文章でお前の言っている「粒子」は、「量子」の間違いだ。
「量子」を「粒子」にしたいが為に、粒子のシュレディンガー方程式なとど言い出しているだけだ。
結局シュレーディンガー方程式は粒子を前提としていない。
0787ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/13(火) 14:47:05.01ID:???
量子だとか粒子だとかの言葉遊びは、どーでもいい。
1個の電子が同時に2か所のスリットを通過しないと干渉しない、とか、
通俗本レベルの馬鹿にとっては、波や粒に自由に変身できる「何か」のイメージが重要なだけ。
0788ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/14(水) 11:04:14.38ID:???
>>787
＞1個の電子が同時に2か所のスリットを通過しないと干渉しない、とか、

説明してもらおうか、同時に2か所のスリットを通過しないのに干渉縞ができる理由とやらを
0789ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/14(水) 13:07:42.88ID:???
>>788
前期量子論までで思考停止してるとわからないだろうが、
1電子シュレディンガー方程式を解いて得られる波動関数は
1個の電子の振舞いを記述している。
スリットが2か所開いている境界条件で微分方程式を解くと
スクリーン上での存在確率分布が干渉縞のパターンになる。
波動関数からわかることは、1個の電子を2重スリットに打ち込むと
2か所のスリットを等確率で通過してスクリーン上の1点に到達する。
何度も実験を繰り返すと、スクリーン上の到達地点の累積が干渉縞になる。
もちろん、2か所のスリットを等確率で通過することは、両方同時に通過することではない。
0790ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/14(水) 13:13:22.12ID:???
>>788
逆に尋ねるが、1個の電子を2重スリットに打ち込むとき、
同時に2か所のスリットを通過するとしたら、何が通過しているのだ？

ちなみに
波動関数は一般には複素関数であり、純粋に脳内の思弁である。
その波動関数が脳内から飛び出して、実空間にあるスリットを通過することはない。
0791ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/14(水) 18:18:15.30ID:???
>>790
＞同時に2か所のスリットを通過するとしたら、何が通過しているのだ？

それはこっちが聞きたい。

>>789
＞波動関数からわかることは、1個の電子を2重スリットに打ち込むと
＞2か所のスリットを等確率で通過してスクリーン上の1点に到達する。
＞何度も実験を繰り返すと、スクリーン上の到達地点の累積が干渉縞になる。
＞もちろん、2か所のスリットを等確率で通過することは、両方同時に通過することではない。

では実際の電子は具体的にどのようにスリットを通過するというのか？
0792ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/14(水) 18:59:52.72ID:???
>>791
＞それはこっちが聞きたい。

なるほど。
なら、通俗本の「両方同時に通過しないと干渉しない」とかの嘘は信じるなよ。

＞では実際の電子は具体的にどのようにスリットを通過するというのか？

電子が2重スリットを通過するときは普通に片側を通過する。

電子の通過に関する観測を何度繰り返しても、電子は片側のスリット通過している。
この実験事実を疑う材料は無い。
もちろん、観測により電子の量子状態は擾乱されるので、干渉縞のパターンにはならない。
0793ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/14(水) 19:00:59.38ID:???
よくある間違い。
スリットAを通る状態をψ_A、スリットBを通る状態をψ_Bとすると
|ψ_A+ψ_B|^2　これは2重スリットを通過する状態を表し、干渉縞のパターンになる。
これは、良い。
|ψ_A|^2+|ψ_B|^2　これは干渉縞のパターンにならない。
単スリットAと単スリットBの通過を足し合わせただけだから、「干渉」する要因がない。

ψ_AにはスリットBが開いている情報が含まれていない。Bにおける確率振幅が０、つまりBが閉じている状態に相当。
ψ_Bも同様。
これを
電子が片方のスリットを通過した状態の重ね合わせだから干渉しない、と説明するのが、ありがちな間違い。
「2重スリットの片方」を通過した状態ではなく、単スリットの通過だから干渉するわけない。
0794ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/11/14(水) 19:20:41.04ID:???
通俗本のバカ科学ライターが「両方同時に通過する」と書くのは、こんな理由かも。
偉い先生が昔に書いたエッセーがあって、内容を要約すると「両方同時に通過する夢を見た」
要するに「夢オチ」なわけで「そんなことはあるはずがない」が結論なのに、
「同時に通過」することがあまりに巧みに書かれているので、それが事実みたいに広まってしまった、とか。
でも「同時に通過」などありえない。
そこでコペンハーゲン解釈なら観測してないことは考えなくてすむので、諸外国に比べて
日本ではコペンハーゲン解釈が異様に高い支持を得ている、という気もする。
0797ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/15(木) 12:32:43.81ID:???
>>795
電子になる前の情報かな？知らんけど。
観測される前はこの世に物体としての電子なんてものは存在しないってことでしょ
それとも観測前にも見れないだけで電子がどこかに存在してると思ってるの？
0798ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/15(木) 14:19:06.34ID:???
>>797
だからそこが不思議なんじゃないか。

式を立てて、その通りになってるからってそこで納得できるようなことか？

アインシュタインの時代から世界中の、物理学者が寄ってたかって考えてもわからない難問なんから、俺たちが考えてもオカルトにしかならないかもしれないが、そこを考えるから面白いんじゃないか。
0799ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/15(木) 18:22:23.98ID:???
場の量子論なんかで電子場の量子化を触ってみるとなんとなく見えてくるものもあるが、実際問題として誰も素粒子の意味するところなんぞ理解できてないわけだし
あまり極論でこうだって言い切るのもどうかとは思うな
0800ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/15(木) 21:45:08.00ID:???
少なくとも"観測前"は「物体」としての原子というものはこの世に存在していないのは確定でしょ。
複数のスリットを同時に通り抜けることができてしまう＝我々の知っている物体とは異なる状態？のものだから。
0802ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/16(金) 09:06:49.08ID:???
その物体が何かにもよるが観測前でも後でも電子を含む素粒子はマクロの物質的な粒子とはかけ離れてるしな

確かに観測によって質点的な相互作用も見せるが本質的にはディラックの海やヒッグス場のような基底状態の場がエネルギーによって励起状態した様子が質点的に、その場の振動が波になってるような感じだし

真空にガンマ線放っただけで生まれるようなものがまともに自然言語で言語化出来る(マクロ的な物質という意味合いで)とはおもえないなぁ
0803ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/16(金) 12:27:50.59ID:???
そんな対生成な話じゃないよ。
電子銃から打ち出された電子なんだから、装置と相互作用済み。粒子だろ。
0804ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/16(金) 15:33:51.10ID:???
光はスリットを通ると回折する。
そしてスリットが２つあると互いに干渉して、スクリーンに干渉縞ができる。

だから光は波だと考えられていた。

ところが、光を弱くすると、波の振幅が小さくなるんじゃなくてスクリーンに当たる光子の数が少なくなっていくことがわかった。
これがアインシュタインの光量子仮説だ。

それで、スクリーンを通った光子が干渉縞を作るのは、同時にそれぞれのスクリーンを通った光子同士が干渉しているからだろうと考えた。

ところが一度に飛ばす光子を１つずつにしても干渉縞ができることがわかった。

これが問題点だ。

たしかに量子力学で計算すれば存在確率はもとまるかもしれんが、そもそもなぜこうなるのかの説明が得られていない。
0805ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/16(金) 21:07:31.21ID:???
観測してない粒子は物体としての実態がないだけじゃないの？
光速が一定な理由も、この世界がそういう風に作られているから。それ以外の理由があるか？
0806ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/17(土) 10:35:16.07ID:???
>>804
＞そもそもなぜこうなるのかの説明が得られていない。
そう説明できるカラクリがそもそも無いというのが、量子力学以前の物理学と違うところ。
>>805
＞観測してない粒子は物体としての実態がない
観測しないと波、したとき粒子、また波・・・
物理やってる殆どの人は受け入れないだろう。

不確定性原理に対応する多数の状態（位置）が不確定（重ね合わせ）であり（位置）観測で確定する
波動関数の確率解釈と矛盾しない。
粒子の位置の観測によって範囲内の粒子の位置が確定することは論理間違いなど全く無い
「位置の不確定状態」と位置は決まってるが知らないだけは全く異なる概念で結果も異なる。
マクロの古典力学には「位置の不確定状態」の概念は無いから大多数は後者と支持する。
だから量子現象の結果を見て　おかしい、変だ、なぜこうなるのか・・・　になる。
0807ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/17(土) 11:07:02.95ID:???
>>803
＞電子銃から打ち出された電子なんだから、装置と相互作用済み。粒子だろ。

２重スリット実験で干渉縞を正確に発生させるためには電子銃の加速電圧を精密な
値に維持しなければならない。それによって全ての電子は正確な運動量（ドブローイ波長）
を持つが、不確定性原理によって電子の位置は反比例して不確定状態が大きくなる。
つまり、同じなのは運動量だけで実験の始めから位置が不確定な電子をスリットに飛ばしている。
0808ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/17(土) 11:25:56.64ID:???
電子銃から飛びだした電子の位置を観測したらどうなるのか、２重スリットを通って
も干渉縞は発生しない。
0810ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/11/17(土) 15:27:04.74ID:???
観測前の粒子は我々の知っている物体としての実態が存在しない。これは解釈などではなくて事実。
そうでなければ量子コンピューターの重ね合わせ計算も実現できないことになる。
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