Si pudiéramos emitir un solo electrón, ¿daría el electrón un patrón de interferencia (en un solo intento) en YDSE (Young’s Double Slit Experiment)?

Un electrón (o un fotón o un objeto del tamaño de Júpiter, en realidad no importa en principio), suponiendo que realmente pase a través de la barrera, tendería a indicar un patrón de onda al no aterrizar en la localidad del “patrón de partículas”, aunque lo hago creemos que existe la posibilidad de que aterrice allí ya que el patrón de onda se extiende por el detector y algunas partículas aleatorias golpearían la localidad del “patrón de partículas” por casualidad. Aún así, un solo electrón solo se registrará una vez en el detector, salvo la “incertidumbre cuántica”.

Algunas de las respuestas aquí son engañosas ya que el patrón de onda no es causado por “partículas múltiples”, sino por el hecho de que no existe información sobre la trayectoria físicamente a menos que las rendijas estén alteradas por algo así como filtros de polaridad rotados fuera de fase, que determina la trayectoria como un hecho objetivo. En el DSE, solo se usa una partícula a la vez, y aunque se disparan muy rápidamente (y supongo que la mayoría ni siquiera pasa a través de las ranuras, pero no estoy seguro, no importaría de ninguna manera), las partículas podría emitirse en cualquier intervalo dado y el patrón procedería una vez que suficientes partículas se reunieran en el detector.

Supongo que lo que quieres decir es “un solo electrón a la vez”, ya que obviamente un patrón de 1 punto no muestra ninguna interferencia.

Regresaré para dar una explicación más completa más tarde, pero de hecho había un laboratorio de primer año en UC Berkeley que hizo el experimento de doble rendija con una intensidad tan baja que era equivalente a un fotón a la vez. Funcionó bien También funcionaría bien para electrones.

(Más tarde.)

Ok, es mas tarde.

Lo que estás pensando es que diferentes partículas están interfiriendo entre sí. En realidad, es más preciso considerar que cada partícula está interactuando consigo misma; cuando las partículas “diferentes” interfieren entre sí, es porque son partículas idénticas que son esencialmente las mismas, y esa es la razón por la que pueden interferir entre sí. Pero la mecánica cuántica de la interferencia tiene más sentido si piensas en una sola partícula que no está obligada a decidir cuál de las dos ranuras (o tres ranuras o cuatro ranuras) elegir, sino que “las usa” a todas.

En el laboratorio de UC Berkeley, utilizaron fotones producidos por un láser. Debido a que un láser es una fuente de radiación coherente, las propiedades, características y fase de todos los fotones en el rayo láser son las mismas; y esto es incluso cierto cuando la intensidad es tan baja que está enviando a través de un fotón aproximadamente cada segundo. Dado que la configuración del laboratorio tiene solo 10 metros de largo pero la luz viaja 3 x 10 ^ 8 metros / segundo, esos fotones atraviesan el sistema de uno en uno.

Cada fotón registrado produce un solo punto; pero a medida que se acumula el número de puntos, también lo hace el patrón de interferencia. Entonces, esta es una demostración de trabajo de que los fotones individuales producen el patrón de doble rendija.

Los electrones son un poco diferentes de los fotones, ya que no se puede crear un haz coherente de electrones: ¡no cooperarán! Esto se llama el principio de exclusión de Pauli, y se aplica a todas las partículas de spin-1/2 (electrones, protones, neutrones, neutrinos, quarks, etc.); no se aplica a partículas spin-0/1/2 (mesones, fotones, gravitones, bosones de Higgs, etc.). Eso significa que los electrones nunca interfieren con otros electrones, incluso si son idénticos, solo se puede imaginar que interfieren con ellos mismos. (Debido a que las longitudes de onda son generalmente mucho más pequeñas, es más conveniente detectar interferencia dispersando electrones fuera de los cristales en lugar de hacerlo fuera de las ranuras).

Depende del observador. Los electrones pueden comportarse como partículas y como ondas. Si se observa el electrón antes de que llegue a las rendijas o si se observa una de las rendijas, daría un punto en el detector como si fuera una partícula. Si no se observara el electrón en absoluto, el detector mostraría un patrón de interferencia.

A2A

Muy improbable

La razón por la cual ocurren los patrones de interferencia es porque las ecuaciones de onda dadas de los fotones se suman de tal manera que en ciertas áreas no habrá luz, mientras que en otras áreas habrá una franja muy brillante.

Olvida el electrón, incluso la luz actuará como una partícula si disparas solo una en el YDSE, y eso dependerá si realmente obtienes el ángulo correcto en una de las ranuras.

Uno tiene que entender que la naturaleza de onda de cualquier partícula ocurre solo cuando hay una interferencia de una función de onda (creo que es lo que es, función de onda) se superpone con la otra (o interactúa, sea cual sea la jerga que usan los físicos de QM) . Entonces, no importa cómo lo hagas, NECESITAS mover muchos electrones juntos, no dispararlos de una sola vez, aunque aparentemente la cosa de la acumulación parece encajar (tengo que leer más sobre eso honestamente).

Tenemos que realizar este experimento en un gran colisionador de hadrones (cámara de vacío) con su campo eléctrico y magnético.