雙縫干涉既然是一種量子疊加態,為什麼人在觀察它的時候並沒有發生坍縮現象?

時間 2021-05-30 17:20:50

1樓:可可

量子疊加態是一種概率疊加,這一點玻恩講得很清楚了。人在觀察的時候,概率已經不存在,就如同你在擲骰子,骰子已經落地,你已經看清楚點數,這時候,你就不知道骰子的點數原先是有概率疊加的。

2樓:嚕啦啦

觀察到坍縮了啊,假設他是兩個縫的疊加態,乙個乙個粒子發射過去,最後得到的就是類似衍射條紋的粒子分布,如果只有乙個粒子發射過去,然後觀察,就要麼是通過這個縫要麼是另外乙個縫,就是說兩個縫的疊加態坍縮到其中乙個縫了。

這個不太嚴謹,其實是粒子是波函式的疊加態,測量會使他塌縮到構成這個態的其中乙個基底上

3樓:yinset

題主沒有理解量子疊加,對於雙縫干涉,有兩個縫,對於粒子來說有兩種選擇,假如我們知道粒子從哪個縫經過,那麼干涉條紋就會消失,如果我們不知道粒子經過那個縫,就會出現干涉條紋。第一種情況就是做了觀測,第二種情況沒有觀察。

4樓:「已登出」

你想說的是電子雙縫干涉實驗吧。

問了乙個量子學專業的。

觀察電子從哪個縫通過的儀器是乙個向特定方向發出短波長的光源,如果在其他方向上檢測到光子,說明電子從這個縫通過的。

就好像電子在跑步,有個光子踹了它一腳。你還有心情跑步嗎?

而且有的被踹了兩腳,有的被踹了一百腳。它們的狀態是不一樣的。

觀察儀器就是人為的破壞了干涉態。

5樓:也疏寒

詳細點說來,對於乙個物理系統某個性質的測量(比如位置,動量,或自旋)都可以看成是兩個階段:

第乙個階段系統與測量儀器進行耦合,這個過程相當於波函式在指定的基底下面展開,並且各個制定的基底與一起的point state(可以想象成儀器指標代表的各個態)進行耦合。假設系統初始時處於 而儀器初始時處於零刻度態 ,那麼這個過程可以看成是對態 進行乙個聯合酉操作。比如我們想測量某個物理性質(比如能量,動量,自旋),則測量基就對應與測量量 的各個投影運算元 ,儀器的point state也應該相應地為 ( 就代表F的各個本徵值,因為我們想測量 ,那麼我們的儀器至少要有 的各個本徵值所對應的刻度),此時酉操作可以表示為:

。測量 的耦合過程於是就成為 。要注意所有的這些都必須要制定待測量的力學量或物理性質,不同物理性質測量對應的儀器當然也不同,這是顯然的。

所以說,但凡提到觀測或測量就得指明觀測的是什麼,不然就沒有意義。

第二個階段是讀取儀器引數,從而導致系統的量子態坍縮。比如從儀器刻度盤上讀取了 這個值,那麼相應的,系統的量子態就坍縮到了 ,並且量子力學還給出了概率詮釋,就是說我們會以概率 觀測到示數 。這裡的強調一下,坍縮導致的量子疊加性的小時也是在所測量的基底下面的疊加性消失了,而在別的基底下面可能依然具有疊加性。

比如測量自旋 ,坍縮到x方向的上旋態上 ,這時在的基底下面疊加性消失,但在基底下面仍然是個疊加態。

現在回到雙縫實驗,雙縫實驗一般被視作是觀測粒子性和波動性的實驗,也就是說你可以把儀器示數看成兩種 (也就是有條紋)和 (無干涉條紋)對應的刻度。到底探索到什麼上面是通過測雙縫路徑導致的,也就是說我們有沒有在雙縫初放置電子探測器導致的,儀器的示數態就是電子探測器有無響應 和 。看到干涉條紋的過程就是沒有擺放電子探測器(也就是電子探測器無響應),也就是說將量子態從 坍縮到了,所以實際上也是人為測量導致了坍縮。

當然這裡寫得這中形式並非十分嚴格,為了說明姑且寫成這樣吧。

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