¿Cómo explica QM el patrón de interferencia en el experimento de dos rendijas, incluso cuando las partículas se disparan de una en una?

La mecánica cuántica en sí misma simplemente predice lo que mediremos. Cómo se explican estos resultados depende de cómo se interprete la mecánica cuántica.

Por ejemplo, una explicación al estilo de Copenhague podría decir que las explicaciones de onda y partícula son complementarias, y que cuando se establece un arreglo experimental para observar ondas, necesitamos usar la imagen de onda, no la imagen de partícula, para comprender la interferencia observada .

La explicación de Many Worlds podría decir que la función de onda es lo que es objetivamente real y está interfiriendo consigo misma a medida que se propaga a través del aparato de doble rendija, dando lugar a un patrón de interferencia. Cuando la decoherencia tiene lugar cuando una sola partícula interactúa con la pantalla, la función de onda se ramifica en diferentes ‘mundos’, cada uno correspondiente a una ubicación diferente en la pantalla.

Una explicación de De Broglie-Bohm podría decir que la onda piloto no local guía a cada partícula individual a lo largo de una trayectoria de tal manera que las partículas producirán un patrón de interferencia.

También se puede pensar en términos de la formulación integral del camino de Feynman, imaginando que la partícula sigue todos los caminos simultáneamente desde la fuente hasta cada punto de la pantalla, cada camino contribuye con una fase.

Estos son solo algunos ejemplos.

¿Cómo explica QM el patrón de interferencia en el experimento de dos rendijas, incluso cuando las partículas se disparan de una en una?

Cada partícula se comporta como una onda.

La ola de esa partícula interfiere consigo misma.

La distribución de partículas sigue así la ecuación de onda.

Feynman tiene esto que decir en su famosa conferencia sobre el experimento de la doble rendija: “¿Cuál es la maquinaria detrás de la ley?” Nadie ha encontrado maquinaria detrás de la ley. Nadie puede “explicar” más de lo que acabamos de “explicar”. Nadie le dará una representación más profunda de la situación. No tenemos ideas sobre un mecanismo más básico a partir del cual se puedan deducir estos resultados “.

de “The Feynman Lectures on Physics”, vol 1, p 37-10.

Esta conferencia también está en YouTube. En esa conferencia él sonríe y lo llama “Comportamiento Cuántico”.

Es porque aunque las partículas se disparan solo una a la vez, las partículas individuales obedecen individualmente a un comportamiento de onda. En otras palabras, la partícula interfiere consigo misma para formar nodos residuales y anti-nodos en interferencia en la pantalla del colector. Cada partícula individual tiene más probabilidades de caer en un área determinada en función de su longitud de onda.

Ahora, esto no tiene sentido a menos que la partícula individual sea una onda. ¿Por qué sería eso? Es importante, al igual que un átomo de plata o una pelota de béisbol, por lo que no debería ser intuitivo que un solo electrón actúe como una onda y tenga una “longitud de onda” que podemos calcular en función de su información. De hecho, De Broglie propuso una fórmula para esta longitud de onda en su tesis de 1924:

Esto le permite calcular qué longitud de onda tendría un electrón como onda. Usando esa información, puede verificar qué haría una onda regular, no una onda mater esta vez, entre esas ranuras con esa longitud de onda.

¡Espero que esto ayude!

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