En el experimento de la doble rendija, cuando un fotón atraviesa ambas rendijas, ¿cambia la frecuencia? De lo contrario, ¿habría energía creada con fotones duplicados?

La idea detrás de la pregunta es que si el fotón atraviesa ambas ranuras, entonces debe salir un fotón de cada ranura y, por lo tanto, el número de fotones se duplica. Esto causará problemas de conservación de energía a menos que la energía del fotón se reduzca a la mitad (frecuencia reducida a la mitad).

El error es pensar que el fotón atravesó ambas ranuras. En el experimento de la doble rendija, no conocemos ni podemos conocer el camino recorrido por un fotón. Observarlo de todos modos cambia el problema. Originalmente el fotón iba de la fuente a la pantalla. Si detecta el fotón en cualquiera de las ranuras (o en ambas), el fotón viaja desde la fuente hasta la ranura donde se detecta. Luego, otro fotón puede viajar desde el detector en la ranura hasta la pantalla.

En cambio, decimos que el fotón tiene una probabilidad de ser detectado en un punto de la pantalla. La probabilidad calculada incluye la posibilidad de que el fotón haya pasado por cualquiera de las rendijas. ¡No significa que fue a través de ambos!

Una anaogía: se lanza un dado, tiene una probabilidad de 1/6 de aterrizar con las 2 caras apuntando hacia arriba. Esta probabilidad se calcula teniendo en cuenta los 6 lados posibles que podrían estar boca arriba. Tener esto en cuenta no significa que el dado aterrizó en los 6 lados. Así, de la misma manera, el fotón no pasó a través de ambas rendijas.

No pasa por dos rendijas.

La amplitud de la probabilidad de encontrar fotones detrás de las rendijas satisface la ecuación que se asemeja a la ecuación de onda y si se tratara de una onda real, como las ondas en un estanque, la solución del enemigo la amplitud recordaría la interferencia de la onda extendida, atravesando dos rendijas simultaneamente.

No la partícula. Piense en el electrón: si atraviesa dos rendijas, su giro y carga deberían dividirse en dos, lo que no está permitido.

No es un “duplicado”: el MISMO fotón atraviesa AMBAS rendijas.

Si lo se…

La cuestión es que no es responsabilidad del Universo tener sentido para los simios altamente evolucionados.

El problema no es que esto sea incomprensiblemente extraño, es que nuestras mentes no están construidas para hacer frente a la naturaleza de la realidad a estas escalas.

Esto es lo raro de la física cuántica.

El fotón nunca atravesó ambas ranuras.

O maby, … no solo atravesó ambas rendijas, sino que hizo todo lo demás que es posible. Ambas respuestas son aceptables.

En otras palabras, como no sabemos por qué hendidura atravesó el fotón, estaba en superposición. Piensa en el gato de Schrodinger. Antes de abrir la caja, el gato está en superposición, lo que significa que está vivo y muerto simultáneamente. Entonces, para responder a su pregunta, no se creó energía duplicando el fotón y tampoco hay cambio de frecuencia. Es como si solo hubiera un fotón todo el tiempo. ¡Muy raro!

Este experimento no crea fotones duplicados. Pero sí demuestra el carácter ondulatorio de un solo fotón. Puede probar esto usted mismo haciendo el experimento de doble rendija en una tina de agua. Solo asegúrate de que la ola que crees solo pueda viajar a través de las dos rendijas.

Por favor lee esto:

La respuesta de Paul Mainwood a ¿Cuál es el significado del experimento de doble rendija?

No, no se cambia, y no, ahora se crea un exceso de energía. Es solo que ha pasado a través de las rendijas, incluso si no están en la forma directa. La probabilidad de que haya pasado por uno u otro es la misma.

Tu no entiendes. Un fotón pasa por ambas ranuras. No hay fotones duplicados. La frecuencia no cambia, la energía se conserva.

Es contradictorio, pero no se puede evitar, ¡lo siento!

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Editar: Peter Upton y Aaron Odom señalan que el fotón no atraviesa las rendijas ya que no podemos medirlo (intentar romper el patrón de interferencia). Sin embargo, si moviéramos alguna de las ranuras, la onda de probabilidad que estamos trazando mediante mediciones repetidas (que muestra el patrón de interferencia) se vería afectada. Es cierto que no sabemos lo que sucedió, solo tenemos mediciones de antes y después y técnicamente nada o incluso nada podría haberle sucedido al fotón entre esos momentos. Sin embargo, se podría hacer el mismo argumento para que la luz brille a través de cualquier hendidura, agujero o túnel, y luego lo llamaríamos pasar, por lo que es más una cuestión de la definición de pasar en mi opinión. Quizás la onda pasa a través de ambos y el aspecto de partícula de fotón no. Simplemente elija la definición que le resulte más clara. Sin embargo, en ningún caso, la cantidad de energía del fotón (o longitud de onda) cambia durante el curso del experimento (o mejor, es de por vida: entre enviarlo hasta que llegue a la pantalla).