En un experimento de doble rendija, ¿colapsará la función de onda si mide dónde NO está el electrón?

Si, en parte. Para ver por qué, considere el siguiente experimento. Coloque una fuente de fotón único omnidireccional en el foco de un detector hemisférico que tenga un radio de 1 pie. Ahora suponga que la fuente de fotones emite un fotón. La función de onda esférica se expandirá aproximadamente a 1 pie / ns hacia afuera en todas las direcciones. Ahora, si el detector no detecta nada después de 1 ns, entonces hemos realizado una medición, y la función de onda se ha colapsado parcialmente en una función de onda hemisférica, que luego se expandirá hacia afuera a 1 pie / ns.

El mismo principio se aplica al experimento de doble rendija. Supongamos que las dos ranuras están a un pie de distancia de la fuente de fotones. Si se coloca un detector en solo una de las dos ranuras, y no se detecta señal después de 1 ns, entonces sabemos que el fotón no atravesó esa ranura, por lo que se colapsa parcialmente.

Una medición de resultado negativo nos da información sobre lo que el fotón no hizo. Elimina algunas de las posibilidades de todas las posibilidades, lo que resulta en un colapso parcial de las posibilidades restantes.

Esta, por supuesto, es la explicación dada desde la perspectiva de una interpretación de la mecánica cuántica que implica el colapso.

Su noción de agencia en QM es similar a lo que J.Wheeler describió en su famoso experimento de elección tardía. ¡Esto no es cierto, sin embargo! ¡el observador no colapsa la función de onda a distancia como lo imaginó!

Lo que está sucediendo es que el contenido de información del sistema cuántico (como cualquier otro sistema físico) es limitado, y en QM es imposible extraer simultáneamente los aspectos de onda y de partículas.

Entonces, mi respuesta: en el experimento de dos rendijas, la información de qué rendija tiene 2 bits de información (ambas rendijas, primera y no la segunda, segunda y no la primera, y ninguna). Cuando mide la ausencia del electrón de una rendija, aún obtiene 1 bit de información. El contenido de información restante del sistema cuántico es entonces de solo 1 bit, lo que significa que el sistema se comporta de manera clásica, es decir, no se observará interferencia.

No, excepto en casos excepcionales, describa a continuación:

En la clásica doble rendija disparamos electrones a una placa de metal. La mayoría son absorbidos por el metal, de hecho, unos pocos preciosos llegan a las ranuras. Por lo tanto, no dejar de observar en la ranura a no es igual a afirmar que la cosa cuántica está en la ranura b. Lo mismo es cierto para la luz que brilla en una placa, la mayoría de los fotones son absorbidos. Este estado de cosas persiste en la computación cuántica, donde los bits entrelazados a menudo se forman utilizando cristales paramétricos no lineales, solo una pequeña fracción de los fotones emitidos se enredan y, por necesidad, se “anuncian” de alguna manera para garantizar que tenga exactamente uno, cero y no dos en cualquier puerta cuántica elegida. De hecho, los errores de computación cuántica en gran parte son diversas manifestaciones de este tipo de “error”. Lo llamamos ruido de disparo .

El único caso en el que el argumento “la cosa cuántica no está aquí, por lo tanto debe estar allí” es válido es cuando solo son posibles dos resultados.

Esto ocurre en ciertas órbitas atómicas para electrones y para un solo fotón polarizado al azar que pasa a través de un divisor de haz como ejemplos.

La incertidumbre de Heisenberg hace que sea imposible obtener un patrón en la pantalla y saber de qué ranura proviene al mismo tiempo. Esto es cierto independientemente de la configuración.
Como ejemplo, mueva la pantalla con el patrón hacia las dos ranuras y eventualmente verá dos puntos: ya sabe de qué ranura provino cada punto pero el patrón desapareció. Eso es lo que significa colapsar la función de onda y no se puede vencer la incertidumbre de Heisenberg de ninguna manera. El colapso de la función de onda no requiere causalidad, es un resultado matemático del principio de incertidumbre; si lo sabe, o más bien podría descubrir uno con mucha precisión (de dónde vino), no puede conocer el otro con precisión (el patrón es decir ., momento lateral). Porque no está definido en la realidad. La gente ha estado tratando durante casi un siglo para derrotar la incertidumbre de Heisenberg, como por variaciones sutiles al EPR, y aún no ha sucedido. La incertidumbre no se debe a nada causal, sino al instante, más rápido que eso, imposibilidad matemática de que la posición y el momento se definan al mismo tiempo en la realidad. O obtienes el patrón en la pantalla, o sabes de qué ranura proviene, nunca ambos.

Lo que sugiere ya está bastante bien investigado y, en algunos experimentos de analogía adecuados, se llama “mediciones nulas” o “mediciones libres de interacción”.

La respuesta es sí con las condiciones, en las circunstancias apropiadas podemos determinar el estado de la partícula sin hacer ninguna medición, simplemente haciendo mediciones en su entorno que deben implicar cierto estado para la partícula, incluso cuando nunca interactuamos con la partícula misma. . Esto parece bastante similar a lo que le pedía su OP

Medición sin interacción

Sí, puede hacerlo buscando una partícula que golpee un hemisferio cubierto de fósforo. Si no ve el destello, puede suponer que la partícula fue en sentido contrario. Entonces, al no ver nada, ha medido la posición de la partícula, aproximadamente. Extraño pero suena lógicamente consistente. Puede ampliar esta medida con más objetivos anidados. Cosas raras.