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Contexto: No entanto, pode-se entendê-lo em termos das propriedades clássicas da mecânica ondulatória e do universo espaço-tempo definido por Einstein.
Richard Feynman, o pai da Eletrodinâmica Quântica ou “OED”, percebeu o significado do experimento de fenda dupla de Thompson porque sentiu que pensar cuidadosamente em suas implicações permitiria obter uma compreensão completa da dualidade de existência da partícula onda prevista pela Mecânica Quântica.
No entanto, pode-se entendê-lo em termos das propriedades clássicas da mecânica ondulatória e do universo espaço-tempo definido por Einstein. O experimento de fenda dupla é composto por uma fonte coerente de fótons que ilumina uma tela após passar por uma placa fina com duas fendas paralelas cortadas nela.
Suas propriedades de onda fazem com que elas interfiram após passarem por ambas as fendas, criando um padrão de interferência de faixas claras e escuras na tela. No entanto, na tela, a luz é sempre absorvida como partículas discretas, chamadas fótons. Quando apenas uma fenda está aberta, o padrão na tela é um padrão de difração, porém, quando ambas as fendas estão abertas, o padrão é semelhante, mas com muito mais detalhes.
Esses fatos foram elucidados por Thomas Young em um artigo intitulado “Experiments and Calculations Relative to Physical Optics”, publicado em 1803. escreveu "Com um grau muito alto de sucesso, esses resultados poderiam ser explicados pelo método do princípio de Huygens-Fresnel que se baseia na hipótese de que a luz consiste em ondas propagadas através de algum meio.
No entanto, a descoberta do efeito fotoelétrico tornou necessário ir além da física clássica e levar em conta a natureza quântica da luz. É um mal-entendido generalizado que, quando as duas fendas estão abertas, mas um detector é adicionado para determinar por qual delas um fóton passou, o padrão de interferência não se forma mais e produz dois padrões simples, um de cada fenda, sem interferência.
Isso ocorre porque existem maneiras de determinar por qual fenda ele passou, na qual o padrão de interferência será alterado, mas não será completamente eliminado. Por exemplo, colocando um átomo na posição de cada fenda e monitorando se um desses átomos é influenciado pelo fóton que passa por ela, o padrão de interferência será alterado, mas não será completamente eliminado.
porque se forma um padrão de interferência semelhante ao que era quando vários fótons estavam impactando a barreira. Esta é uma implicação clara de que a partícula chamada fóton tem um componente de onda, que passa simultaneamente por ambas as fendas e interfere consigo mesmo. (O experimento funciona com elétrons, átomos e até mesmo algumas moléculas também.)” Muitos acreditam que a importância deste experimento é que ele demonstra tanto a dualidade das propriedades de onda e partícula dos fótons quanto os conceitos de superposição e interferência quântica.
Em detalhes: O experimento de fenda dupla é composto por uma fonte coerente de fótons que ilumina uma tela após passar por uma placa fina com duas fendas paralelas cortadas nela.
No entanto, pode-se entender esse experimento em termos das propriedades clássicas das ondas e da relatividade, porque eles nos dizem que uma onda eletromagnética se move continuamente através do espaço-tempo, a menos que seja impedida de fazê-lo por alguém que esteja observando ou interagindo com ela.
Isso resultaria em sua energia sendo confinada em tridimensional espaço. A ciência da mecânica ondulatória também nos diz que as “paredes” tridimensionais deste confinamento resultarão na reflexão de sua energia sobre si mesma, criando assim uma onda estacionária ressonante no espaço tridimensional.
diz-nos que a energia de um sistema ressonante, como uma onda estacionária que este confinamento criaria, só pode assumir os valores discretos ou quantizados associados à sua frequência fundamental ou a um harmónico da sua frequência fundamental. Além disso, também nos diz que uma partícula teria um volume estendido igual ao comprimento de onda associado à sua onda estacionária.
(Observe que os limites ou “paredes” de seu confinamento seriam definidos por suas propriedades de onda. Se uma onda eletromagnética for impedida de se mover através do espaço, ela será refletida de volta sobre si mesma. No entanto, essa onda refletida ainda não pode se mover através do espaço, portanto, será refletida de volta criando uma onda estacionária.
Colocando de outra forma, a própria onda define seus limites porque se não puder se mover através do espaço, DEVE PERMANECER no lugar na forma de uma onda estacionária.) Colocando no vernáculo da Mecânica Quântica, quando uma onda eletromagnética é impedido de se mover pelo espaço, seja por ser observado ou por encontrar um objeto, seu “colapsa” para formar uma onda estacionária que definiria a energia quantizada que a Mecânica Quântica associa a uma partícula.
Mostra a razão pela qual a interferência O padrão permanece quando um fóton de cada vez é disparado contra a barreira com ambas as fendas abertas ou “a parte mais desconcertante deste experimento” é porque, como mencionado anteriormente, ele é composto por uma onda eletromagnética e, portanto, ocupa um volume extenso que está diretamente relacionado ao seu comprimento de onda.
Isto significa que uma parte da sua energia poderia passar simultaneamente através de ambas as fendas, se o diâmetro do seu volume exceder a separação das fendas e recombinar-se no outro lado para gerar um padrão de interferência. Porém, se a sua energia for impedida de se mover através do espaço ao entrar em contato com a tela, ela ficará confinada ao espaço tridimensional, fazendo com que ela se concentre em uma onda estacionária que, como mencionado anteriormente, definiria a energia do fóton que impactou a tela.
Destaque final: Suas propriedades de onda fazem com que elas interfiram após passarem por ambas as fendas, criando um padrão de interferência de faixas claras e escuras na tela.
Além disso, como a energia da onda estacionária que anteriormente foi mostrada para definir as propriedades quânticas de um fóton depende de sua frequência, a energia da partícula quando entra em contato com a tela deve ter a mesma energia. Portanto, onde ela aparece na tela será determinada por onde a interferência das propriedades da onda de cada fenda se combina para produzir energia suficiente para apoiar a onda estacionária associada às suas propriedades de partícula.
Também explica por que o padrão de interferência desaparece, na MAIORIA dos casos, quando um detector é adicionado para determinar por qual fenda um fóton passa, é porque a energia necessária para medi-lo faz com que o comprimento de onda daquele que está sendo medido mude, de modo que não terá as mesmas características ressonantes daquele que passou pela outra fenda.
Portanto, a energia que passa pela fenda não será capaz de interagir, na MAIORIA dos casos, com a energia que passa pela outra e nenhum padrão de interferência se formará. No entanto, também explica por que, como foi mencionado anteriormente, "existem maneiras de determinar por qual fenda a energia de um fóton passou e que causará uma mudança no padrão de interferência, mas não o eliminará completamente.
A razão para isso é que se a energia que passa por uma das duas fendas for alterada em uma quantidade relativamente pequena em comparação com o que era originalmente, a mecânica ondulatória clássica nos diz que será capaz de interagir para formar uma estrutura ressonante ligeiramente diferente com um padrão de interferência ligeiramente diferente no outro lado do que seria o caso se nenhuma medição foi levado.
No entanto, isto também significa que se deve ser capaz de usar a ciência da mecânica ondulatória e as propriedades físicas do espaço-tempo para quantificar a quantidade máxima de energia que um dispositivo de medição pode remover da onda ao passar através de uma fenda que permitirá que o padrão de interferência, embora um pouco alterado, seja restabelecido no outro lado.
Por exemplo, se a interpretação acima para o experimento de fenda dupla estiver correta, deve-se ser capaz de usar a ciência da mecânica ondulatória para calcular a energia necessária para causar uma mudança específica na interferência e determinar se ela corresponde à energia retirada do sistema pelo equipamento de detecção.
Isto fornece uma forma experimental de determinar se os resultados da experiência da dupla fenda de Thompson são devidos às propriedades físicas do espaço-tempo ou às propriedades quânticas da função de onda, porque se o padrão desaparecer acima desse valor e reaparecer abaixo, isso sugeriria que a explicação acima é válida.
Caso contrário, sugeriria que a mecânica quântica é. A explicação de Einstein para o inexplicável https://www.theimagineershome.com/Einstein%E2%80%99s-Explanation2.html A postagem O experimento da fenda dupla em Espaço-tempo. apareceu primeiro em Unificando Teorias Quânticas e Relativísticas.
Fonte original:
The Double Slit Experiment in Space-time.
Categorias: Tecnologia e Inovações, Astronomia
Marcador: Notícias
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