Ещё один двущелевой эксперимент.

[Aleksand]

Есть две щели и источник электронов. Как известно, электрон проходит одновременно через две щели. Причём обе щели одинаковы, и то, что проходит через них тоже одинаковое. Мы находимся сзади от щелей (со стороны экрана, а не со стороны обстрела). Находимся рядом с одной щелью. Вторую щель мы не видим. Мы ловим электроны. Рассуждаем так: две щели одинаковые. Мы берём, ловим электрон и кладём в коробочку. (до экрана они не долетают). То, что проходило через вторую щель исчезает и у нас оказывается полноценный электрон. Один поймали, второй, третий, а на четвёртый раз ничего не поймали. Но это значит что около второй щели кто-то есть, он и поймал электрон, тогда мой исчез. Но у второй щели никого нет. Но тогда я должен поймать все электроны? Ведь то, что проходит щели оно одинаковое? Какая разница у какой щели я буду ловить электроны?
Увы, не может электрон проходить одновременно через обе щели. Один, настоящий (который мы можем поймать рукой) проходит только через одну щель, а через другую щель проходит ненастоящий. Иначе я бы поймал цсе электроны. Разве не так?

[lpaul7]

Да, конечно, если вы в одну из щелей поместите детектор, то он либо поймает электрон, либо электрон пройдет через свободную щель. Однако дифракционная картина будет разрушена.
Никакого парадокса здесь нет.

[Aleksand]

Да Вы не подумайте что я ищу парадоксы. Я пытаюсь разбраться что значит "проходят одновременно"? Но во всяком случае то, что прошло через щель - оно неодинаково. Я читал, что во время движения, электрона вообще несуществует, т.е. через щель ничего не проходит. Ну это уже магия какая-то.
Да, если мы поставим у одной щели счётчик (или детектор) интерференционная картинка будет нарушена. Но меня удивляет то, что этот детектор будет срабатывать в 50% случаях. Он должен собрать все электроны. Причем у любой щели. Надоело у этой щели собирать - пошёл к др. щели. И там тоже будет 100% электронов. Ну чем одна щель хуже другой?

[lpaul7]

Датчик фиксирует лишь половину электронов именно потому, что одна щель ничем не отличается от другой.

Волновая функция электрона в данном случае, это суперпозиция состояний "прошел через одну щель" и "прошел через вторую щель". При измерении волновая функция коллапсирует в одно из состояний.

Я понимаю о чем речь, если электрон "проходит одновременно" через обе щели, значит и фиксироваться должен в 100% случаях, детектором у любой из щелей. Но "проходит одновременно", я бы не воспринимал буквально. Вряд ли я смогу помочь с наглядной интерпретацией этого факта, мне бы и самому хотелось это представить понагляднее.

Если считать реальным то, что можно наблюдать, то ситуация становится безвыходной, нам никак не запечатлеть это неуловимое состояние.

[IRINA-22]

Где-то было обсуждение уже. По- моему на ПЕН.

[obar]

Aleksand в сообщении #516426 писал(а):

Да, если мы поставим у одной щели счётчик (или детектор) интерференционная картинка будет нарушена. Но меня удивляет то, что этот детектор будет срабатывать в 50% случаях. Он должен собрать все электроны. Причем у любой щели. Надоело у этой щели собирать - пошёл к др. щели. И там тоже будет 100% электронов. Ну чем одна щель хуже другой?

Электрон, он хитрый, он знает, есть за щелью детектор или нет. Поймаете вы лишь половину всех электронов.

[Aleksand]

Ipaul 7, IRINA 22, obar.
Я тоже чуть-чуть понимаю что к чему. Меня удивляет что за бред за такой? Неужели нельзя объяснить попонятней. Хотя и у меня ничего не получится. Очень тяжёлая теория.

[lpaul7]

(Оффтоп)

Цитата:

Электрон, он хитрый, он знает, есть за щелью детектор или нет.

Думаю это лучшее из возможных объяснений. Вон он какой хитрющий!

Не принимайте это близко к сердцу. Просто никто не знает, как именно ему это удается. Квантовая механика успешно предсказывает результаты экспериментов и этого достаточно.

[Aleksand]

Я не принимаю близко к сердцу, я не верю в волшебство.

А никто не знает, есть ли экспериментальные данные такого эксперимента: есть источник электронов. Сразу же на выходе стоит детектор. Но мы не смотрим куда электрон полетит. Мы просто его зарегистрировали (посчитали). Причём считаем все электроны. До щели ещё далеко. Будет ли интерференция? Т.е. после такой регистрации он превратится в частицу и так и будет двигаться как частица (интерференции не будет) или немножко отлетит и снова превратится в волну. Тогда интерференция будет.

[Munin]

Aleksand в сообщении #516426 писал(а):

Я читал, что во время движения, электрона вообще несуществует, т.е. через щель ничего не проходит. Ну это уже магия какая-то.

Это вы читали неправильно. К сожалению, сейчас можно прочитать про квантовую механику враньё, если брать первую попавшуюся книжку (в том числе солидно стоящую в магазине на полке "Физика"). Половина литературы, маскирующейся под научно-популярную - лженаучная, в том числе книжки про "квантовую магию".

Электрон существует. Не существует точечного места, где он есть. Он "размазан".

lpaul7 в сообщении #516428 писал(а):

Я понимаю о чем речь, если электрон "проходит одновременно" через обе щели, значит и фиксироваться должен в 100% случаях, детектором у любой из щелей.

Нет, потому что "проходит одновременно" - это всего лишь некоторое иносказание. Хоть электрон и становится "широким", чтобы попасть на обе щели, на самом деле его "существование" не может увеличиться, и оно тоже "размазывается", так что на каждую щель приходится только "половина существования". Детектор, пытаясь уловить его, сможет поймать его только в половине случаев. Если этим двум "половинам" дадут сойтись вместе, они создадут интерференционную картину. Если нет - увы, они будут выкручиваться по отдельности. Как-то так... (на самом деле, надо учитывать, что "половины" выражаются не дробью, а комплексными амплитудными коэффициентами.)

Aleksand в сообщении #516457 писал(а):

Я не принимаю близко к сердцу, я не верю в волшебство.

Квантовая механика (и не только она) при первом знакомстве действительно кажется волшебством, переворачивающим все представления о том, что можно, а что нельзя. Главное тут вот что: на самом деле, это наша привычная физика камней, мячей и пуль - "волшебство", а для природы естественной является квантовая механика. Наши привычки не совпадают со мнением природы - значит, надо суметь сдержать своё неприятие, и спокойно, с нуля научиться у природы, что именно она считает естественным, и показывает в экспериментах, а потом задаться обратным вопросом: каким образом из этого получается то, к чему мы привыкли с детства.

[chsv]

Aleksand в сообщении #516420 писал(а):

Цитата:

Как известно, электрон проходит одновременно через две щели.

Это не так. Например, в эксперименте на отражение электроны через щели не проходят.
Представленное Вами описание мысленного эксперимента далеко от реальности. Напомню в общих чертах смысл реальных экспериментов. На рассеивающий объект направляются микрочастицы, имеющие одинаковый по величине и направлению импульс. После взаимодействия каждой частицы с мишенью ее импульс изменяется и она летит в другом направлении. Определяют в каком направлении сколько частиц рассеялось. При этом фиксируют только те частицы, величина импульса которых равна первоначальному импульсу частиц. Это происходит тогда, когда частица взаимодействует с мишенью как единым объектом. Например, кристалл следует рассматривать так, как будто это одна элементарная частица. После рассеяния на нем частицы, кристал остается таким же как до взаимодействия с частицей. Такое взаимодействие называется упругим. Спектр импульсов, полученных упруго рассеянными частицами (разность импульсов до и после рассеяния), определяется структурой мишени. Чтобы найти этот спектр импульсов надо расчитать по структуре объекта его образ Фурье. Квадрат модуля этого образа позволит определить угловое распределение рассеянных частиц. Если в результате взаимодействия частицы с кристаллом он изменится, то такое рассеяние будет неупругим. Это, например, имеет место в известном случае, когда в результате взаимодействия нейтрона с кристаллом изменяются спины одного из ядер кристалла и нейтрона. В этом случае нейтрон взаимодействовал не с кристаллом как единым объектом, а практически с одним ядром. Поэтому и картина рассеяния в этих различных случаях будет разной. Наши знания или наши не знания чего либо никакого отношения к этому факту не имеют.
В рассматриваемом Вами эксперименте с одной и двумя щелями интерференционная картина будет различной по той причине, что экраны будут разные. Экраны с одной и двумя щелями различаются на микроскопическую величину, которую можно обнаружить только с использованием столь же микроскопических частиц. Когда Вы хотите подглядеть за электронами Вы меняете экспериментальную установку, поэтому меняется и интерференционная картина.

[Munin]

chsv в сообщении #516570 писал(а):

При этом фиксируют только те частицы, величина импульса которых равна первоначальному импульсу частиц.

Это не так. Фиксируют все частицы.

[chsv]

Munin в сообщении #516606 писал(а):

Это не так. Фиксируют все частицы.

Вы правы. По-видимому, можно фиксировать и разные частицы, если они упруго рассеваются. Но не всегда. В рентгеноструктурном анализе, например, используют определенную спектральную линию. Но это не важно. Я указываю на то, что интерференционная картина в основном определяется рассеивающим объектом, подобно тому, как спектры атомов определяются природой самих атомов, а не способом их возбуждения.

[Munin]

chsv в сообщении #516616 писал(а):

По-видимому, можно фиксировать и разные частицы, если они упруго рассеваются.

И если неупруго - тоже.

chsv в сообщении #516616 писал(а):

Я указываю на то, что интерференционная картина в основном определяется рассеивающим объектом, подобно тому, как спектры атомов определяются природой самих атомов, а не способом их возбуждения.

Что-то про атомы я не понял мысль.

[chsv]

Munin в сообщении #516619 писал(а):

Что-то про атомы я не понял мысль.

Я указываю на аналогию между характеристическим спектром атома и подобным ему спектром кристалла в импульсном пространстве.