Несколько вопросов по двущелевому эксперименту

[IvashenkoAV]

Здравствуйте. В сети завирусился мультфильм в котором описывается интерференция электронов на 2х щелях. Так вот, там, чтобы выяснить через какую щель проходит электрон у одной из щелей ставится датчик. Но в этом случае фиксируется, что электрон прошел через одну щель. Т.е. происходит коллапс ВФ. Но датчик-то пассивный измерение заключается в измерении напряженности поля, как я предполагаю или нет?
1. А что, если бы это был просто кусок железа, а не датчик, разрушилась бы ВФ? Чем кусок железа не наблюдатель?
2. Ставились ли датчики перед обеими щелями? И какой был результат?
3. Экран за щелями на котором отображается интерференционная зона- он ведь тоже датчик. Если мы знаем где проходят интерференционные полосы и на этих местах тоже можно установить датчики. Каждый электрон будет оставлять след на каждой интерференционной полосе, как волна или только на некоторых? Это как-то определялось? Насколько понял рассматривается только статистическая картинка. Предполагаю, что ВФ схлопывается на экране и электрон проявляется только на одной из полос. Но в этом случае он должен проявляться по идее на главной средней полосе т.к. она ближе всего к экрану и достигнув ее волна должна схлопнуться. Однако мы то наблюдаем интерференционную зону и какие-то электроны как минимум проявляются на более удаленных от щели полосах. Значит не достаточно просто достигнуть экрана, требуется еще что-то для схлопывания ВФ? Что? Либо каждый электрон достигает всех полос интнрференционной зоны и ВФ схлопывается постепенно, на каждой полосе?

[warlock66613]

Конструкция датчика не играет роли. Но кусок железа не датчик: по состоянию куска железа не понять пролетал ли мимо электрон.
Не стоит представлять волновую функцию как реальную волну в пространстве, это скорее просто способ расчёта куда попадёт частица, точнее куда она попадёт с какой вероятностью.
Каждый электрон случайно попадает в одну точку экрана. Когда мы берём общую картину, куда электроны попадали чаще, а куда реже, мы видим что эти точки образуют полосы.

[IvashenkoAV]

Спасибо за ответ.

warlock66613 в сообщении #1735811 писал(а):

Каждый электрон случайно попадает в одну точку экрана. Когда мы берём общую картину, куда электроны попадали чаще, а куда реже, мы видим что эти точки образуют полосы.

Каждый электрон случайно попадает в любую точку экрана с вероятностью, которая задается ВФ. Именно также определяется интерференционная картина для волны. И даже если каждый электрон выстреливается отдельно, мы все-равно видим на экране интерференционную зону. Т.е. каждый электрон участвует в ее образовании. Но с другой стороны каждый электрон проходит ровно через одну щель при определении датчиком, попадает ровно в одну точку экрана. Т.е. он ведет себя как частица.
Основное отличие Бомовской интерпретации, Копенгагенской интерпретации и ММИ в отношении к суперпозиции. В Бомовской интерпретации она не нужна, в Копенгагенской интерпретации она лишь инструмент, а не реально существующее состояние, а в ММИ она напротив-реально существующее состояние. Бомовская теория кажется более реалистичной. Она разделяет электрон на его поле и на собственно частицу. Поле проходит через обе щели и формирует зону, как волна, а электрон движется уже по одному из более вероятных путей. Указывается нелокальность Бомовской теории как недостаток, но и в КМ в Копенгагенской интерпретации нелокальность зашита в волновой функции, которая схлопывается мгновенно, т.е. она имеет ровно тот же недостаток. Преимущество Бома-де Бройля в том, что эта теория позволяет двигаться дальше, искать законы и причины по которым электрон выбирает один из возможных путей, например можно предположить, что его поле проходя через две щели неравномерно поляризует пространство и какой-то путь оказывается предпочтительнее или на выбор пути влияют колебания атомов щели и т.д. А КМ все дальнейшие попытки проникнуть глубже внутрь сразу же обрубает, скрывая их за статистикой. По сути это констатирующая теория, которая дошла до своего предела и далее развиваться особо не может. Вопрос: а почему теория де Бройля-Бома стала альтернативной? Есть ли для этого основания? Есть ли подтверждения существования состояния суперпозиции у частиц? (Нет). Может КМ просто более удобна для практического применения и описания? Но она не удобна для объяснения и дальнейшего изучения, она говорит что таков мир и его свойства, а почему он такой, что физически происходит с электроном между пушкой и экраном она не объясняет. Электрон существует в виде ВФ, но согласно копенгагенской интерпретации сама эта ВФ базируется на понятии суперпозиции, которое является лишь абстракцией/инструментом для описания, а не реальным зафиксиррванным состоянием частицы, но физика изучает физические объекты и их свойства, состояния. Введение такого абстрактного состояния в теорию не дало более глубокого понимания процесса интерференции. Так почему наука отвернулась от теории Бома-де Бройля в сторону КМ? Как минимум по логике вещей эти теории должны быть равноправными для теоретиков хотя бы. И с другой стороны обе они должны быть равноправны с ММИ, в которрй суперпозиция- реально существующее состояние. Но студентов-то в ВУЗах учат, что в микромире частицы обладают квантовыми свойствами, электрон проходит сразу через 2 щели и т. д. Но не говорят, что это лишь одна из интерпретаций наблюдаемых явлений, основанная на гипотезе существования состояния суперпозиции или основанная на суперпозиции как абстракции. Т.е. подают этот квантовый микромир с его квантовыми свойствами как факт. А на поверку- это лишь интерпретация наблюдаемых явлений.

[realeugene]

IvashenkoAV в сообщении #1735822 писал(а):

Основное отличие Бомовской интерпретации, Копенгагенской интерпретации и ММИ в отношении к суперпозиции.

Не надо делать грандиозных выводов про квантовую механику после просмотра мультфильмов. Получается пурга.

Весь ваш неструктурированный текст не читал.

[warlock66613]

IvashenkoAV в сообщении #1735822 писал(а):

Вопрос: а почему теория де Бройля-Бома стала альтернативной? Есть ли для этого основания?

Да, у неё есть трудности. Во-первых, нелокальность, которую однако нельзя обнаружить. Это выглядит как необъяснимая тонкая подгонка. Во-вторых, нет объяснения почему частицы в начальном состоянии распределены в соответствии с волновой функцией. Предполагается, что должны существовать некие "неравновесные процессы", которые обеспечивают это, но теория таких процессов не построена и в природе они не зарегистрированы. В-третьих, проблема со статусом волновой функции. Первоначально это считалось чем-то вроде реального поля. Но тогда, если это реальное поле, из него могут быть сделаны реальные вещи. Тогда нет оснований считать, что мы сделаны из частиц, а не из этого поля, как в ММИ. Поэтому Дэвид Уоллес назвал бомовскую механику "ММИ в отрицании". В-четвёртых, теорию сложно распространить на теорию поля. Кроме этих реальных причин были ещё и исторические, почему бомовская механика не так известна как должна бы и не так принята как должна бы.

IvashenkoAV в сообщении #1735822 писал(а):

Так почему наука отвернулась от теории Бома-де Бройля в сторону КМ?

Это неверное противопоставление. Бомовская механика и есть квантовая механика, одна из её интерпретаций. В вузах учат вычислять. Эти вычисления одинаковы что в бомовской интерпретации, что для любой другой. Научиться вычислять, понять квантовую механику с этой стороны, со стороны точных формул крайне важно не только для физиков, но и для философов. Все крупные философы физики имеют физическое образование и это неслучайно.

IvashenkoAV в сообщении #1735822 писал(а):

Но студентов-то в ВУЗах учат, что в микромире частицы обладают квантовыми свойствами, электрон проходит сразу через 2 щели и т. д.

Частицы в микромире совершенно точно обладают квантовыми свойствами, а электрон по крайней мере в некотором смысле проходит через две щели и так в любой интерпретации, в том числе в бомовской механике. Бомовские частицы — это совсем не простые классические частицы, и бомовские частицы — это не совсем электроны (например, бомовские частицы вообще говоря не имеют заряда как электрон или имеют его в сильно неклассическом смысле). На самом деле всё сложнее и весьма контринтуитивно.

[IvashenkoAV]

warlock66613
Большое спасибо, за то, что смогли дочитать мой нес труктурированный текст и дать подробный и исчерпывающий ответ на мои вопросы.
Интересно узнать Ваше мнение: Как Вы считаете, суперпозиция- это реально существующее состояние или абстракция? И какой интерпретации КМ Вы отдали бы предпочтение?

[warlock66613]

IvashenkoAV в сообщении #1735854 писал(а):

Интересно узнать Ваше мнение: Как Вы считаете, суперпозиция- это реально существующее состояние или абстракция?

Очень похоже, что это абстракция, а именно так называемая латентная переменная скрытой марковской модели.

IvashenkoAV в сообщении #1735854 писал(а):

И какой интерпретации КМ Вы отдали бы предпочтение?

Стохастически-квантовому соответствию. Во многом это похоже на бомовскую механику: тоже частицы (или поля в теории поля), тоже конфигурационное пространство, но многие проблемы отсутствуют. Там правда есть одна загвоздка, из-за которой не всё срастается, но я думаю это можно поправить.

[warlock66613]

Надо наверное добавить: имхо, не стоит переоценивать значимость утверждений, что что-то является абстракцией, что чего-то не существует как конкретного объекта. Очень многих важных вещей не существует и они не становятся от этого менее важными. Доктор Кто не существует. Гарри Джеймс Поттер-Эванс-Веррес не существует, но он играет в моей жизни роль побольше многих существующих людей. Так и роль волновой функции в функционировании мира трудно переоценить, неважно, существует она как конкретный объект или нет.