.webp){kind=small}
Contexto: No entanto, é possível compreendê-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 a importância do experimento da dupla fenda de Thomson porque acreditava que uma análise cuidadosa de suas implicações permitiria uma compreensão completa da dualidade onda-partícula prevista pela Mecânica Quântica. No entanto, é possível compreendê-lo em termos das propriedades clássicas da mecânica ondulatória e do universo espaço-tempo definido por Einstein.
O experimento da dupla fenda consiste em uma fonte coerente de fótons que ilumina uma tela após passar por uma placa fina com duas fendas paralelas. Suas propriedades ondulatórias fazem com que interfiram após passarem por ambas as fendas, criando um padrão de interferência com faixas claras e escuras na tela.
Contudo, 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 muito mais detalhado. Esses fatos foram elucidados por Thomas Young em um artigo intitulado "Experimentos e cálculos relativos à óptica física"; Publicado em 1803, o autor escreveu: “Com um alto grau de sucesso, esses resultados puderam ser explicados pelo princípio de Huygens-Fresnel, que se baseia na hipótese de que a luz consiste em ondas propagadas através de um meio.
No entanto, a descoberta do efeito fotoelétrico tornou necessário ir além da física clássica e levar em consideração a natureza quântica da luz. É um equívoco comum acreditar que, quando as duas fendas estão abertas, mas um detector é adicionado para determinar por qual delas um fóton passou, o padrão de interferência deixa de se formar e resulta em dois padrões simples, um de cada fenda, sem interferência.
Isso ocorre porque existem maneiras de determinar por qual fenda o fóton passou, alterando o padrão de interferência, mas sem eliminá-lo completamente. Por exemplo, colocando um átomo na posição de cada fenda e monitorando se um desses átomos é influenciado pela passagem de um fóton, o padrão de interferência será alterado, mas não completamente eliminado.
Mas a parte mais intrigante desse experimento surge quando apenas um fóton por vez incide sobre uma barreira com duas fendas abertas, pois a interferência não ocorre. Um padrão se forma, semelhante ao que ocorria quando múltiplos fótons impactavam a barreira. Isso implica claramente que a partícula chamada fóton possui uma componente ondulatória, que passa simultaneamente por ambas as fendas e interfere consigo mesma.
(O experimento funciona também com elétrons, átomos e até mesmo algumas moléculas. ) Muitos acreditam que a importância deste experimento reside em demonstrar tanto a dualidade das propriedades ondulatórias e corpusculares dos fótons quanto os conceitos de superposição e interferência quântica. Contudo, podemos compreender este experimento em termos das propriedades clássicas das ondas e da Relatividade, pois elas nos dizem que uma onda eletromagnética se move continuamente através do espaço-tempo, a menos que seja impedida por alguém observando ou algo interagindo com ela.
Em detalhes: O experimento da dupla fenda consiste em uma fonte coerente de fótons que ilumina uma tela após passar por uma placa fina com duas fendas paralelas.
Isso resultaria no confinamento de sua energia no espaço tridimensional. A ciência da mecânica ondulatória também nos diz que as "paredes" tridimensionais desse confinamento farão com que sua energia seja refletida de volta sobre si mesma, criando assim uma onda estacionária ressonante no espaço tridimensional.
Isso faria com que sua energia se concentrasse no ponto do espaço onde uma partícula seria encontrada. Além disso, a mecânica ondulatória também nos diz que a energia de um sistema ressonante, como uma onda estacionária que esse confinamento criaria, só pode assumir os valores discretos ou quantizados associados à sua frequência fundamental ou a um harmônico dessa frequência.
Adicionalmente, ela também nos diz que uma partícula teria um volume expandido igual ao comprimento de onda associado à sua onda estacionária. (Note que os limites ou "paredes" do confinamento seriam definidos por suas propriedades ondulatórias. Se uma onda eletromagnética for impedida de se mover pelo espaço, ela será refletida de volta sobre si mesma.
No entanto, essa onda refletida ainda não pode se mover pelo espaço, portanto, será refletida de volta, criando uma onda estacionária. Em outras palavras, a própria onda define seus limites, porque se ela não pode se mover pelo espaço, ela DEVE PERMANECER no lugar na forma de uma onda estacionária. ) Usando a linguagem da Mecânica Quântica, quando uma Quando uma onda eletromagnética é impedida de se propagar pelo espaço, seja por ser observada ou por encontrar um objeto, ela "colapsa", formando uma onda estacionária que define a energia quantizada que a Mecânica Quântica associa a uma partícula.
Isso demonstra por que o padrão de interferência permanece quando um fóton por vez é disparado contra a barreira com ambas as fendas abertas, ou "a parte mais intrigante deste experimento", pois, como mencionado anteriormente, ela é composta por uma onda eletromagnética e, portanto, ocupa um volume extenso diretamente relacionado ao seu comprimento de onda.
Isso significa que uma porção de sua energia poderia passar simultaneamente por ambas as fendas, se o diâmetro de seu volume exceder a separação entre elas, e recombinar-se do outro lado para gerar um padrão de interferência. No entanto, se sua energia for impedida de se propagar pelo espaço ao entrar em contato com a tela, ela ficará confinada ao espaço tridimensional, concentrando-se em uma onda estacionária que, como mencionado anteriormente, define a energia do fóton que atingiu a tela.
Além disso, como a energia da onda estacionária, que anteriormente se mostrou definir as propriedades quânticas de um fóton, depende de sua frequência, a energia da partícula ao entrar em contato com a tela deve ser a mesma. Portanto, sua posição na tela será determinada pela combinação das propriedades de onda provenientes de cada fenda, resultando em energia suficiente para sustentar a onda estacionária associada às propriedades da partícula.
Destaque final: Suas propriedades ondulatórias fazem com que interfiram após passarem por ambas as fendas, criando um padrão de interferência com faixas claras e escuras na tela.
Isso 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: a energia necessária para medi-lo altera o comprimento de onda da partícula medida, de modo que ela não terá as mesmas características de ressonância que a partícula que passou pela outra fenda.
Consequentemente, a energia que passa por essa fenda não conseguirá interagir, na maioria dos casos, com a energia que passa pela outra fenda, e nenhum padrão de interferência será formado. No entanto, isso também explica por que, como mencionado anteriormente, existem maneiras de determinar por qual fenda a energia de um fóton passou, causando uma mudança no padrão de interferência, mas sem eliminá-lo completamente.
A razão para isso é que, se a energia que passa por uma das duas fendas for alterada por uma quantidade relativamente pequena em comparação com o valor original, a mecânica ondulatória clássica nos diz que ela poderá interagir para formar uma estrutura ressonante ligeiramente diferente, com um padrão de interferência também ligeiramente diferente do outro lado, em comparação com o que ocorreria se nenhuma medição fosse feita.
Contudo, isso também significa que se deve ser possível 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 por uma fenda, permitindo que o padrão de interferência, embora um tanto alterado, seja restabelecido do outro lado.
Por exemplo, se a interpretação acima para o experimento da dupla fenda estiver correta, deveríamos ser capazes 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 extraída do sistema pelo equipamento de detecção.
Isso fornece uma maneira experimental de determinar se os resultados do experimento da dupla fenda de Thomson são devidos às propriedades físicas do espaço-tempo ou às propriedades quânticas da função de onda, porque se o padrão desaparece acima desse valor e reaparece abaixo, isso sugeriria que a explicação acima é válida.
Caso contrário, sugeriria que a explicação quântica é a correta. Explicação de Einstein para o Inexplicável https://www. theimagineershome. com/Einstein%E2%80%99s-Explanation2. html O post O Experimento da Dupla Fenda no Espaço-Tempo apareceu primeiro em Unificando Teorias Quânticas e Relativísticas.
Fonte original:
The Double Slit Experiment in Space-time.
Categorias: Tecnologia, Inovação,Astronomia,Ciência e Tecnologia,Mecânica Quântica
Marcador: Notícias
