¿Las cámaras de burbujas o nubes y otros métodos nos dicen si las partículas cuánticas viajan en forma de onda o en línea recta (electrones, etc.)?

En los experimentos cuánticos hay varias etapas, comenzando con una preparación de partículas, por ejemplo, una partícula acelerada, y luego una configuración experimental, como un conjunto de obstáculos (por ejemplo, átomos en un cristal o un “objetivo” de protones), y finalmente hay El detector, o conjunto de detectores.

Las cámaras de burbujas o nubes actúan como una matriz 3D de detectores, por lo tanto, los puntos visibles representan los puntos en los que se observó la partícula. Como estas cámaras son solo los detectores, representan el estado “colapsado” de la partícula en la que se desconoce la naturaleza de la onda. Es la configuración ante la cámara la que podría permitirnos interpretar los resultados como las características de onda de la partícula mientras interactuaba con esa configuración. Por ejemplo, si la configuración es una doble rendija de una escala cerca de la longitud de onda deBrogile de la partícula, y se disparan múltiples partículas al objetivo, la cámara mostrará una imagen de las direcciones que tomaron o evitaron las partículas, por lo que podemos inferir que Las partículas tenían características de onda. Si cada partícula muestra una raya que representa su trayectoria, esta trayectoria definida no tiene más características de onda a la escala de la fotografía, ya que una ruta observada proporciona información cero sobre la fase de la onda.

Está cometiendo el error de pensar que la “longitud de onda deBroglie” de una partícula implica que ejecuta algún tipo de movimiento de onda. No es asi. Pero no se preocupe, deBroglie originalmente pensó lo mismo, al parecer.
La naturaleza ondulatoria de la mecánica cuántica es difícil de describir sin el formalismo matemático, pero debe pensar en la “onda” como la representación de la existencia de la partícula, en lugar de su movimiento. Entonces, cuando una sola partícula no se altera, sigue viajando en línea recta como se espera. Pero cuando otra partícula interfiere con ella, o cuando la partícula está confinada de alguna manera para que interfiera consigo misma, entonces obtienes ondas que se agregan y cancelan, por lo que la partícula solo puede existir en ciertos lugares y no en otros.

En primer lugar, debo señalar que la premisa de la pregunta no es del todo correcta. Solo en ausencia de un campo magnético la partícula vista en una cámara de burbujas “se moverá en línea recta”. Las curvas son el otro tragectory posible.

Ahora la cámara de burbujas en sí es un ejemplo de un dispositivo de medición que fuerza el “colapso del paquete de ondas”, por lo que no, no verá evidencia directa de la naturaleza de onda de las partículas allí.

Los patrones de difracción se ven cuando hay alguna restricción en el camino de una partícula o conjunto de partículas. Esto podría ser un borde único que pasa la partícula o una hendidura o una hendidura doble. Las partículas que se mueven a través de la nube y las cámaras de burbujas no experimentan tal restricción. Incluso si lo hicieran, la resolución de estos dispositivos es demasiado pobre para detectar cualquier desviación del movimiento clásico.

Las cámaras de burbujas funcionan al tener un campo magnético, por lo que las partículas tienden a moverse en curvas. No puedes decirles si son ondas o partículas, pero solo m / e.

La naturaleza ondulatoria de los electrones es visible en el microscopio electrónico, en la medida en que puede obtener patrones de defracción, etc.

Las longitudes de onda de Debroglie son generalmente demasiado cortas para ver, ya que generalmente son de 1 / M.

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