Как защищается принцип неопределенности для дифракции одиночных электронов?

Обсуждаемая здесь проблема касается дуальности волны/частицы. Физика электрона — это квантовая механика, и дуальность волна-частица имеет решающее значение. На самом деле электрон не является ни частицей (сферой), ни волной. В эксперименте с двумя щелями электрон можно рассматривать как частицу, когда детектор возмущает систему, или как волну, когда детектор не возмущает систему.

Если электрон ведет себя как частица, у него НЕ будет интерференционной картины, и он будет проходить как сфера только через одно отверстие. Но когда электрон не возмущен измерением, он будет вести себя как волна, ПРОХОДЯЩАЯ через все отверстия. Подробнее здесь ( https://en.wikipedia.org/wiki/Double-slit_experiment )

Интересным вопросом является масштаб измерения (возмущения). Мы ожидаем, что бесконечно малое возмущение немного изменит поведение системы, а меньшее возмущение резко изменит поведение системы, разрушая волновое поведение. Но на самом деле даже меньшее возмущение разрушает волновую природу частицы.

Теннисные мячи. Вы должны целиться в любую щель. Направление по прямой мы все можем понять. Вы не можете запустить ни одного электрона. Ни одно когда-либо созданное оружие не может этого сделать. Представьте, что вам нужно выпустить один электрон/фотон через вакуум со скоростью света на детектор. Одиночный фотон не исчезнет, ​​если выстрелить через щель. Он попадет в детектор. Другой отдельный фотон, выпущенный через другую щель (n) мм на расстоянии (n) секунд спустя, попадет в тот же экран детектора под углом между пушкой и второй щелью. Пушка должна изменить угол выстрела, чтобы выстрелить одним фотоном. Следовательно, когда третий электрон/фотон стреляет в стену между промежутками, фотон ударяется о стену. Детективная хрень. Запустив миллион электронов/фотонов в широком поле, вы получите дифракционную картину, подобную волне на детекторе. Это потому, что свет отражается от вещей. (в частности, молекулы воздуха). Дифракционная картина возникает из-за одновременного распространения множества фотонов (миллионов). В действительности вы не можете ожидать, что зажжете один электрон и увидите, как он пройдет через две щели. В действительности вы не можете наблюдать ничего, кроме сложных фрактальных моментов дифференциации.

Картина дифракции электронов отличается от дифракции лазерного света, так как в первом случае вам нужно много электронов, чтобы пройти через двойную щель один за другим, чтобы наблюдать полосы, но в классическом свете, таком как лазер (фотонов так много, что считается классическим электромагнитным полем), как только лазер облучает двойную щель, создается рисунок. Таким образом, в дифракции электронов, когда вы говорите об интерференционных полосах, вы в основном рассматриваете пространственную вероятность распределения электронов.

Хотя для одного электрона, проходящего через двойную щель, вероятность попадания электрона в разные части различается в зависимости от квантовой физики, тем не менее, он попадает в одно место на вашем детекторе за двойной щелью, и вам нужно немного подождать, чтобы увидеть ту же картину. в виде светодифракционной картины. Таким образом, ваш заряд сохраняется в сумме, и вам не нужно интегрировать по площади вашего детектора для измерения заряда электрона.