¿Se puede usar el experimento de interferencia de doble rendija para mostrar el tamaño de los fotones separando las rendijas hasta que desaparezca el patrón de interferencia?

Los fotones son paquetes de energía. Por lo general, no se piensa que tengan un tamaño físico.

La longitud de onda de los fotones que se determina mediante el experimento de doble rendija es una medida de su impulso o energía. Entonces, si reemplaza “tamaño” con “longitud de onda” en su pregunta, entonces la respuesta sería sí.

Con las partículas cuánticas, lo más cerca que puedes llegar de darles un tamaño físico es a través de experimentos de dispersión. En la dispersión, las partículas se disparan a otras partículas y se mide su deflexión. Por ejemplo, puede disparar rayos gamma a metales y dispersar electrones. Hay muchos más ejemplos. La dispersión es una técnica experimental importante.

Después de muchas mediciones, puede crear un mapa de las probabilidades de que las partículas se dispersen entre sí. Y entonces es posible obtener una probabilidad de que la partícula esté en algún volumen. Pero no es un tamaño físico como cuando mides el tamaño de una canica. Es solo la probabilidad de que la partícula esté en una ubicación particular. Se podría decir que la partícula no puede ser mayor que el radio de su distribución de probabilidad (suponiendo que sea una función del volumen).

Por lo general, los fotones son las partículas que se disparan a otras partículas. Pero he leído sobre experimentos modernos en los que los fotones se dispersan entre sí, aunque no tengo ninguna referencia. Estoy seguro de que puedes buscarlo.

Para el registro, he encontrado algo que parece responder a mi pregunta. Esta cita es de la página 127 del libro de Nick Herbert, Quantum Reality :

“En lo profundo del Outback australiano, a trescientas millas al noroeste de Sydney en el pueblo de Narrabi, el físico británico Robert Hanbury Brown construyó el primer interferómetro de intensidad estelar del mundo. Completó el instrumento en 1965 y lo usó para determinar el diámetro angular de las estrellas midiendo el ancho de sus ondas proxy de fotones. … El interferómetro de Hanbury Brown consistía en dos reflectores de veinte pies montados en las vías del ferrocarril. Cada reflector recogía luz de la misma estrella y la enfocaba en un detector de fotones. En Narrabi, las señales de cada detector de fotones se combinaron electrónicamente, pero el funcionamiento de este instrumento es más fácil de visualizar si imaginamos que cada espejo dirige su haz de luz estelar a una pantalla gigante de fósforo. Cuando los espejos del reflector están muy juntos, aparece un patrón de interferencia en la pantalla de fósforo, a medida que la luz de un espejo entra y sale de la fase con la luz del otro espejo. Todavía centrados en la misma estrella, los espejos están separados. El patrón de interferencia desaparece cuando la separación del espejo es tan grande que los espejos se encuentran fuera de la función de onda del fotón. Las funciones de onda de algunas estrellas son más grandes que la línea ferroviaria de Hanbury Brown, que era capaz de medir funciones de onda de hasta cuatrocientos pies de diámetro, el tamaño de la onda proxy de fotones de Zeta Orionis, la estrella más brillante en el cinturón de Orión. Las estrellas cuyo tamaño angular es más pequeño que Zeta Orionis poseen ondas proxy proporcionalmente más grandes. Las funciones de onda de algunas estrellas muy distantes son considerablemente más amplias que en el continente australiano “.

Si. Cualquier onda (incluidas las ondas de materia) solo difractará cuando el ancho de la hendidura sea comparable en tamaño a la longitud de onda. Este es un hecho experimental. Sin difracción no puede esperar interferencia de dos ondas. Si el ancho con es grande, entonces se pierde la difracción. Las ondas comienzan a comportarse como ‘rayos’ y entramos en el régimen de la óptica de rayos donde los efectos de difracción no juegan ningún papel.

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