Вопрос по квантовой механике

[maravan]

Всем привет!

Обозначения:
КТ - квантовая теория
КМ - квантовая механика

а. Есть такой опыт: дифракция электрона на 2-х щелях (который, как я понимаю, положен в основу КМ).

Суть в следующем: если есть 2 щели и 1 электрон (их пускают по одиночке, в течение длительного интервала времени), за щелями детектор (мишень), который фиксирует энергию.
1. Если не наблюдают через какую щель пролетает электрон, то на детекторе получается (со временем) интерференционная картина, т.е. электрон ведет себя как волна
2. Если наблюдать через какую щель проходит электрон, то интерференционной картины нет, т.е. электрон ведет себя как частица.

Собственно, почему я вопрос задал. Я знаю что есть опыт Фабриканта–Бибермана. Но чего-то я в нем не нашел ответа на вопрос, о том как делается наблюдение за пролетающим сквозь щель электроном.

Предполагаю, что скорее всего перпендикулярно вектору движения электрона, за щелью, пускают поток фотонов, есть такое понятие, как рассеяние фотона на электроне, это так?

Читал первый том атомной физики Шпольского, но там тоже ответа не нашел.

б. Есть еще "Кошка Шрёдингера", так вот, по ней тоже вопрос. Ученые (из Нью-Йоркского университета, кажется группа Фридмана) доказали, что принципы КТ должны распространяться на макроскопические объекты.
В копенгагенской интерпретации, пока наблюдатель не откроет ящик, кошка и жива и мертва. А если запах идет от ящика? Это как интерпретировать?

[KVV]

maravan в сообщении #524206 писал(а):

Ученые (из Нью-Йоркского университета, кажется группа Фридмана) доказали, что принципы КТ должны распространяться на макроскопические объекты.

Можно поподробнее.

[Munin]

maravan в сообщении #524206 писал(а):

Но чего-то я в нем не нашел ответа на вопрос, о том как делается наблюдение за пролетающим сквозь щель электроном.Предполагаю, что скорее всего перпендикулярно вектору движения электрона, за щелью, пускают поток фотонов, есть такое понятие, как рассеяние фотона на электроне, это так?

Электроны можно наблюдать многими методами, пригодными для фотонов, например, они вызывают свечение экрана с люминофором, и почернение эмульсии фотопластинки. А потоком фотонов наблюдать электроны как раз очень трудно, практически невозможно (поди найди среди мириад фотонов тот единственный, который был рассеян электроном, да ещё и определи его характеристики), зато этот метод хорош для того, чтобы возмущать движение электрона, нарушать его когерентность и разрушать интерференционную картину.

maravan в сообщении #524206 писал(а):

Есть еще "Кошка Шрёдингера", так вот, по ней тоже вопрос. Ученые (из Нью-Йоркского университета, кажется группа Фридмана) доказали, что принципы КТ должны распространяться на макроскопические объекты.

Такие вещи мысленно доказывать невозможно. Их приходится демонстрировать в экспериментах. Сейчас размеры объектов, на которые удалось в опытах распространить квантовое поведение - мезоскопические. Это крупные молекулы и кластеры атомов. Например, удалось сделать "кошку Шрёдингера" из молекулы фуллерена $\mathrm{C}_{60}.$

maravan в сообщении #524206 писал(а):

В копенгагенской интерпретации, пока наблюдатель не откроет ящик, кошка и жива и мертва. А если запах идет от ящика? Это как интерпретировать?

Как разрушение интерференции :-)

[warstuser]

Ученые (из Нью-Йоркского университета, кажется группа Фридмана) доказали, что принципы КТ должны распространяться на макроскопические объекты.

по-моему первым понял Де Бройль .

[maravan]

2 KVV:, 2 Munin:
Одна из публикаций по поводу распространения на макроскопические объекты: http://www3.amherst.edu/~jrfriedman/MacroQuantum.pdf

2 Munin:

Цитата:

Как разрушение интерференции

В следствие чего, какой-то самопроизвольный коллапс волновой функции=)?


2 all: Так, а все-таки, вопросы, которые я задал - остаются открытыми!

[Nemiroff]

Munin в сообщении #524312 писал(а):

Такие вещи мысленно доказывать невозможно. Их приходится демонстрировать в экспериментах. Сейчас размеры объектов, на которые удалось в опытах распространить квантовое поведение - мезоскопические. Это крупные молекулы и кластеры атомов. Например, удалось сделать "кошку Шрёдингера" из молекулы фуллерена $\mathrm{C}_{60}.$

А до вирусов еще не дошло?
С живым организмом всяко интересней.

[blondinka.ua]

В квантовой механике так сложно проводить наблюдения, что, возможно, в опыте со щелями во втором варианте электроны не регистрируются, а просто находятся в таком состоянии, что вероятность прохождения через одну из щелей ноль или почти ноль. А состояние такое им "готовят" предварительно. Хотя, возможно, я ошибаюсь - никогда не занималась экспериментом. Но просто четко понимаю, что любая попытка пронаблюдать, через какую щель прошел электрон - значит, столкнуть его с чем нибудь (например, с фотоном или электроном). А, значит, электрон получится в новом состоянии, ни о каких щелях он уже знать не знает, какая уж тут интерференция.

[Pulse]

maravan в сообщении #524206 писал(а):

Есть такой опыт: дифракция электрона на 2-х щелях (который, как я понимаю, положен в основу КМ).

Когда пишите такие вещи, то неплохо бы понимать, что никакой опыт с «дифракцией электрона на двух щелях» в основу КМ не положен по причине того, что никогда не проводился ни при становлении ни при развитии КМ. Это очень сложный эксперимент и впервые был поставлен (естественно не на реальных щелях) в самом конце девяностых прошлого века. До этого он был чисто мысленным. В реальности практически все двухщелевые квантовые эксперименты ставятся и ставились на фотонах. Поэтому все Ваши рассуждения о наблюдении за электронами на щели с помощью чего то там просто неуместны.

[Munin]

Nemiroff в сообщении #524437 писал(а):

А до вирусов еще не дошло?

Вирусы на несколько порядков крупней.

Pulse в сообщении #524531 писал(а):

Когда пишите такие вещи, то неплохо бы понимать, что никакой опыт с «дифракцией электрона на двух щелях» в основу КМ не положен по причине того, что никогда не проводился ни при становлении ни при развитии КМ.

Зато как мысленный эксперимент - он положен в основу понимания КМ. В нём чётко как на блюдечке присутствуют почти все элементы КМ (кроме состояния смеси, разве что). Для преподавания - прекрасный пример.

Pulse в сообщении #524531 писал(а):

Это очень сложный эксперимент и впервые был поставлен (естественно не на реальных щелях) в самом конце девяностых прошлого века.

70-е - 80-е (и на реальных щелях) - точнее будет. На кристаллах - первая половина 20 века.

[Circiter]

2Munin

Цитата:

Например, удалось сделать "кошку Шрёдингера" из молекулы фуллерена

Ещё с $\mathrm{C}_{60}\mathrm{F}_{48}$ экспериментировали. И ещё есть кое-какие результаты, --- не знаю, так ли это вещество по-русски называется, --- для тетрафенилпорфирина, молекула которого в длину занимает пару нанометров. А это уже ближе к вирусам (большое и органическое).

2Nemiroff

Цитата:

А до вирусов еще не дошло?

Действительно, грозятся и с вирусами эксперимент поставить, см. например, Oriol Romero-Isart et al., Toward Quantum Superposition of Living Organisms. Но пока вестей нет.

Цитата:

С живым организмом всяко интересней

Ну отнесение вирусов к живым организмам -- по-прежнему открытый вопрос. :) К тому же, текущие зарисовки эксперимента подразумевают глубокий вакуум и очень низкую температуру, т.е. вирус в таком опыте все-равно будет микроскопическим кусочком диалектрика, не более того (хотя потом его можно разморозить и взять интервью :) ).

[Irdiil]

Цитата:

Ну отнесение вирусов к живым организмам -- по-прежнему открытый вопрос. :)

ага, когда особенно у биологов отсутствует определение9точное) живого организма
Что нам элементарную частицу мешает считать таковым?

[Munin]

Circiter в сообщении #524879 писал(а):

И ещё есть кое-какие результаты, --- не знаю, так ли это вещество по-русски называется, --- для тетрафенилпорфирина, молекула которого в длину занимает пару нанометров. А это уже ближе к вирусам (большое и органическое).

Размеры молекул (в биохимии, например) принято характеризовать не их длиной, а их массой в а. е. м. При этом очень чётко видны различия между мелкой органикой (типа коферментов, гормонов), биополимерами (белки, белковые субъединицы и т. п.), и надбелковыми образованиями (структурные элементы клетки, вирусные единицы, и далее везде). Так что "дальше - ближе" - вещи всё-таки количественные, давайте не забывать об этом.