¿Cuál es la diferencia entre una partícula existente en dos lugares a la vez y dos partículas?

Gracias por a2a.

¿Qué diferencia dos partículas de una en superposición? ¡Todo! Veamos cómo. Supongamos que tenemos un electrón atrapado en un pozo. Tiene una masa de [matemática] 10 ^ {- 30} kg. [/ Matemática] Supongamos, en cambio, que pasamos ese electrón a través de una rendija (supongo que conoce el experimento de difracción de doble rendija). Ahora el electrón está en dos lugares a la vez, ya que se encontró que pasó entre ambas rendijas. Dejando de lado las complejidades (sin mencionar la incompatibilidad de la gravedad cuántica y la pequeña), supongamos que pesamos la placa y la pantalla de doble hendidura y su contenido, llamamos a todo esto “caja de hendidura”. Veríamos que el peso de la caja de hendidura aumenta en [matemáticas] 10 ^ {- 30} kg [/ matemáticas] cuando el electrón pasa a través de las hendiduras. También observaríamos, si hiciéramos esto una y otra vez, un patrón marginal de dónde este electrón golpeó la pantalla. En resumen:

patrón de difracción en pantalla y lectura masiva de 1 electrón

Ahora supongamos que tenemos dos electrones en un oleaje. La masa ahora es [matemática] 2.e-30kg. [/ Matemática] Ahora supongamos que disparamos uno a través de la ranura uno y el otro a través de la ranura dos. Ahora observaríamos que el peso de la caja de hendidura aumenta en [matemática] 2x [/ matemática] [matemática] 10 ^ {- 30} kg, [/ matemática] y veríamos que la pantalla se llena con dos pequeños grupos, sin patrón de difracción. En resumen:

dos puntos en pantalla y lectura masiva de 2 electrones


¿No es esto misterioso? Dos partículas y no obtenemos onda. De una partícula obtenemos una ola. ¡Menos es más!

Considere un sistema A que contiene un electrón y un sistema B que contiene dos electrones. Aquí hay algunas diferencias obvias:

  • El sistema B tendrá el doble de masa que el sistema A.
  • El sistema B tendrá el doble de carga eléctrica que el sistema A.
  • El sistema B tendrá diferentes estados de energía como el sistema A (debido al principio de exclusión de Pauli).
  • El sistema B tendrá dos electrones que se repelen entre sí e interactúan, mientras que el sistema A tiene un solo electrón aislado, por lo que su comportamiento será diferente.

En la teoría cuántica, un solo electrón puede existir en una superposición de estados de posición. (De hecho, siempre es así, ya que es imposible reducir la incertidumbre de posición a cero). Pero, por las razones mencionadas anteriormente, esto no es lo mismo que haber dos electrones.

En el primer caso, solo podemos observar una partícula en un lugar. Es solo que cuando examinamos muchas partículas, terminan en lugares que solo podemos tener sentido al suponer que fueron capaces de existir individualmente en una “superposición”, que es una especie de mezcla de estados posibles, incluidos ubicaciones.

Filtramos estas ubicaciones para terminar con una sola ubicación, antes de que podamos observar la partícula. Entonces nunca observamos la superposición directamente; Es una especie de truco matemático para explicar lo que sucede.

Con dos partículas, por supuesto, podemos observar dos partículas.

Una partícula existente en 2 lugares se describe mediante una función de onda. Se describen 2 partículas distintas mediante 2 funciones de onda.