Buena pregunta. No tengo la mejor respuesta, pero puedo arrojar algo de luz sobre por qué esto es tan difícil.
Si puede descubrir cómo medir directamente las funciones de onda, se volverá muy famoso. Creo que las personas han logrado idear experimentos que pueden medir una función de onda en condiciones artificiales (una vez vi un artículo de revista llamativo con un título que sugiere exactamente eso), pero nadie sabe cómo medir directamente una función de onda en el caso general, para Un electrón libre. La respuesta dada por Brent Meekler explica esto bastante bien. La razón es que la función de onda contiene mucha más información que la que puede obtener de una sola medición. El (cuadrado del módulo de!) La función de onda produce la densidad de probabilidad, lo que significa que le permite calcular la probabilidad de encontrar el electrón (o protón, según sea el caso) dentro de cierto volumen de espacio. Pero ese volumen / región de espacio para el que desea calcular la probabilidad podría estar en cualquier lugar; tu decides. Si tuviera que hacer una medición, podría descubrir dónde estaba el electrón en algún momento en particular. Esto le dice poco sobre dónde suele estar. Tendría que repetir el experimento muchas veces en las mismas condiciones para averiguar dónde está el electrón por lo general. Incluso entonces, es probable que no aprenda cuán probable es que el electrón esté en algún lugar en el que generalmente no está (es poco probable que surjan casos raros a menos que repita el experimento muchas veces más). En resumen:
Un experimento produce donde el electrón estuvo una vez.
- ¿Cuál es la diferencia entre protones, neutrones y electrones?
- ¿Cuál es la temperatura de la sopa de quark dentro de un protón?
- Cómo encontrar la estructura de los protones.
- ¿Cuál es la función de las partículas subatómicas en un átomo excepto el electrón protón y el neutrón?
- ¿Por qué podrían los protones y electrones en un átomo ser el mismo número a pesar de que tienen una gran diferencia de masa?
Muchos experimentos rinden donde suele estar el electrón.
Muchos experimentos podrían ser suficientes para determinar la probabilidad de que el electrón sea en una región determinada del espacio (es decir, determinar el cuadrado del módulo de la función de onda).
Ahora suponga que conoce el cuadrado del módulo de la función de onda. Quizás hiciste un montón de experimentos. ¿Cómo se trabaja la función de onda? Las soluciones positivas o negativas son igualmente buenas. En problemas multidimensionales, tendría una función de onda compleja, por lo que es aún más difícil mapear desde el cuadrado del módulo hasta la función de onda en sí …
Pero sí, si pudieras medir el campo eléctrico en algún momento, esto debería darte suficiente información para descubrir dónde está el electrón (una carga puntual que produce ese campo eléctrico). Si tiene el electrón atrapado en una caja, puede medir el campo eléctrico muchas veces y luego usar el agregado de esa información para descubrir cómo el electrón bailó alrededor de la caja. El patrón de baile podría llevarte a algún lado … Me gustaría pensar que alguien ha hecho esto.
