Означает ли принцип квантовой суперпозиции, что электрон или атом буквально может находится в двух местах одновременно?

Ответить
Ответить
Комментировать
22
Подписаться
1
2 ответа
Поделиться

Ответ зависит от наблюдателя. Скорее всего речь идет о двухщелевом эксперименте с одним электроном. Его и рассмотрим.
Если наблюдатель измеряет только координату электрона с неопределенностью Δx при прохождении щелей, то электрон будет зарегистрирован или в позиции х₁ ± Δx или в позиции х₂ ± Δx, где х₁ и х₂ центры щелей. Регистрация электрона более чем в одном месте запрещена законом сохранения энергии и импульса.

Если же наблюдатель регистрирует электрон (измеряет координату) на удаленном экране за щелями, интегрально по всем направлениям прихода электронов, то с точки зрения квантовой механики, электрон на экране мог оказаться пройдя или через щель 1 (в состоянии 1) или через щель 2 (в состоянии 2) или в состоянии суперпозиции через щели 1 и 2 одновременно. Каждому из этих трех состояний соответствует своя волновая функция ψ₁, ψ₂ и ψ₃ = c₁ψ₁ + c₂ψ₂, где |c₁|² + |c₂|² = 1. Подробнее здесь. Результатом такого эксперимента будет интерференционная картинка на экране, математически строго описываемая уравнением Шредингера.

Неопределенности одновременной регистрации двух параметров — координаты и направления движения (импульса p) электрона, теоретически ограничены принципом неопределенности Гейзенберга ΔxΔp ≥ ħ/2, а практически невозможны без изменения состояния электрона при измерении, что соответствуют коллапсу волновой функции.

Таким образом, состояние суперпозиции не измеримо, а значить и не может быть определено в классической физике, но реальность интерференционной картины на экране указывает на существование состояния суперпозиции в квантовом мире, математически строго описываемое в рамках квантовой механики.

14
-1

А почему при измерении происходит коллапс волновой функции? Насколько я понял после этого коллапса состояние реализуется СЛУЧАЙНО? Почему?

+2
Ответить

Измерение — это реализация одного из состояний (например (1) ) из двух (1 и 2). Математически это означает, что квадрат весового коэффициента перед волновой функцией состояния (1) стал равным единице, а квадрат коэффициента перед второй волновой функцией (2) автоматически стал нулем. Это и называется коллапсом волновой функции. Почему ? Математически это следует из нормировки весовых коэффициентов волновой функции состояния суперпозиции: с(1)^2 + c(2)^2 = 1. На нормальный язык нормировка переводится так: состояние суперпозиции существует в квантовом мире.

+2
Ответить

Эффект наблюдателя - это фикция. Человек не может видеть. Он может только чувствовать правильное отражение мира. Я купил два зеркала, поставил с ними опыты и открыл универсалию Триединого Абсолютного Духа, то есть то, что человек тринитарен.

-1
Ответить
Ещё 1 комментарий

Измерение приводит к изменению энергии у измеряемой частицы а это меняет ее волновую функцию и приводит к ее коллапсу.

Важен не наблюдатель а сам факт изменения энергии частицы и смены волновой функции.

+1
Ответить
Прокомментировать
  • Это понятно. Но механизма  этого мгновенного взаимодействия, как я понимаю, еще никто не объяснил. Я имею ввиду, не ломая привычной логики и столпов физики...
0
0
Прокомментировать
Ответить
Читайте также на Яндекс.Кью
Читайте также на Яндекс.Кью