Хорошо, принимая во внимание, что у меня есть только краткое представление о квантовой механике (никакого формального образования, только чтение о концепциях в книгах), так что я мог бы быть далеко здесь, у меня есть вопрос относительно волновых функций вероятности и световых волн.
Насколько я понимаю, у каждой частицы материи есть волна вероятности, которая заполняет всю вселенную, то есть единственная причина, по которой частица в моем ногте находится в моем ногте, заключается в том, что там самая высокая вероятность ее существования (с вероятностью того, что она где-либо еще во Вселенной бесконечно мало), поэтому мой вопрос: что такое световая волна? Кроме того, насколько я понимаю, световая волна — это просто волна вероятности для местоположения фотона, и только при наблюдении эта волна схлопывается, и фотон «принимает» определенное положение в пространстве, поэтому, если я сравниваю частицу материи к частице энергии (в данном случае к фотону), почему у частицы материи есть волна вероятности, которая заполняет всю вселенную, а у фотона есть только небольшая определенная волна, которая практически образует прямую линию в пространстве? Является ли световая волна просто областью (прямой линией?) пространства, где вероятность на порядок выше, чем где-либо еще, и волна вероятности фотона все еще пронизывает остальную Вселенную, или это местонахождение фотонаопределенно где-то в области пространства, определяемой световой волной?
Например, может ли фотон, являющийся частью лазерного луча, когда-либо взаимодействовать с фотоном из лазерного луча, движущегося параллельно первому лучу? (Не обращая внимания на любые другие физические теории, которые могли бы привести к схождению двух лучей другими способами, я хочу остаться на теме волн вероятности Шредингера)
Вполне возможно, что я совершенно неправильно понимаю / смешиваю концепции, так что это может быть причиной моего замешательства, если это так, пожалуйста, просветите меня!
Давайте сделаем это шаг за шагом:
Насколько я понимаю, у каждой частицы материи есть волна вероятности, которая заполняет всю вселенную, то есть единственная причина, по которой частица в моем ногте находится в моем ногте, заключается в том, что там самая высокая вероятность ее существования (с вероятностью того, что она где-либо еще во Вселенной, будучи бесконечно малым),
истинный
так что мой вопрос, что такое световая волна? Кроме того, насколько я понимаю, световая волна — это просто волна вероятности для местоположения фотона, и только при наблюдении эта волна схлопывается, и фотон «принимает» определенное положение в пространстве.
Световая волна также является частицей, называемой фотоном. В зависимости от наблюдения он может отображать свою корпускулярную или волновую природу.
поэтому, если я сравниваю частицу материи с частицей энергии (в данном случае с фотоном),
фотон тоже частица, ничем не отличающаяся от других частиц
почему у частицы материи есть волна вероятности, которая заполняет всю вселенную, а у фотона есть только небольшая определенная волна, которая фактически составляет прямую линию в пространстве?
Фотон ведет себя так же, как и любая другая частица, в зависимости от эксперимента: он либо проявляет свою волновую природу, либо свою корпускулярную природу в зависимости от наблюдения: через две щели проявляет интерференцию, следовательно, волновые свойства, поглощенные атомом, частицей. И частицы, и фотоны ведут себя одинаково.
Является ли световая волна просто областью (прямой линией?) пространства, где вероятность на порядок выше, чем где-либо еще, и волна вероятности фотона все еще пронизывает остальную часть Вселенной?
объем, причем очень маленький, как и все частицы
или местонахождение фотона ОПРЕДЕЛЕННО где-то в области пространства, определяемой световой волной?
В квантовой механике нет определенности. Только после эксперимента значения известны. Только вероятности могут быть рассчитаны для отдельных частиц, фотонов или нет.
Например, может ли фотон, являющийся частью лазерного луча, когда-либо взаимодействовать с фотоном из лазерного луча, движущегося параллельно первому лучу?
Здесь мы глубже входим в квантовую теорию, в то, что называется «вторичным квантованием». Да, два фотона, параллельные друг другу в своих вероятностных путях, могут взаимодействовать с крошечной вероятностью, обмениваясь между собой квантами энергии, которые переносятся виртуальными частицами, покрывающими весь спектр, разрешенный законами сохранения квантовых чисел.
Отвлекаясь на лазеры: Лазеры — это отдельная история, и они являются результатом того, что атомная физика позволяет иметь когерентные волны фотонов. Когерентный означает «в ногу» во времени и пространстве. Атомная физика, потому что переходы между энергетическими состояниями в атомах происходят с обменом и взаимодействием фотонов, и можно легко создать когерентный пучок фотонов, все в фазе друг с другом, как лазерный луч.
Способ для неспециалиста понять возможности эффектов когерентности - это знаменитые «солдаты, переходящие мост». В старину мосты были в основном устойчивыми, потому что арки поддерживали их статически. Соединительный раствор не обладал большой конструкционной прочностью. Солдаты при пересечении моста должны были нарушать шаг, иначе удары сапог в фазе могли разрушить мост, нарастив связно большие силы, которые арка не могла удержать.
машинамессия
Рон Маймон
Анна В