Worden we door tweespletenexperiment "gefopt"?

[Professor Puntje]

De binnenkant van de spleet signaleert geen elektronen en is enkel van invloed op de uitkomst van de padintegraal.

 
Hoe kan die padintegraal "weten" dat de tijdelijke oppervlaktelading in een spleet niet door een verborgen opgesteld meettoestelletje wordt gebruikt om de kans op het door de spleet passeren van een elektron te meten?
 

Als die interactie zodanig is dat de integraal over alle paden nog maar op 1 plaats gedefinieerd is, is er een meting. In dat geval is er vanzelfsprekend geen interferentiepatroon meer.

 
Dat begrijp ik niet...
 
Voorbeeldje: ik zou tussen de twee spleten een buis kunnen hangen waardoor geladen deeltjes vliegen die worden afgebogen door het door de linker of rechter spleet passeren van elektronen. Is dat dan een meting? En is dat ook nog een meting als er verder niets aan die vliegende deeltjes in de buis wordt gemeten?

[Marko]

 
Hoe kan die padintegraal "weten" dat de tijdelijke oppervlaktelading in een spleet niet door een verborgen opgesteld meettoestelletje wordt gebruikt om de kans op het door de spleet passeren van een elektron te meten?

 
Omdat een verborgen opgesteld meettoestelletje voor de padintegraal niet zo verborgen is. Een elektron meten betekent daarmee interactie aangaan. 

[Professor Puntje]

Omdat een verborgen opgesteld meettoestelletje voor de padintegraal niet zo verborgen is. Een elektron meten betekent daarmee interactie aangaan. 

 
Het meettoestelletje zou de sowieso tijdelijk in de spleet optredende oppervlaktelading kunnen meten. Voor het elektron levert dat bij het passeren van de spleet - volgens mij - geen extra interacties op. Eventueel zorgt men ervoor dat het meettoestelletje de oppervlaktelading op de zelfde manier belast als het materiaal waarin de spleet is gemaakt.

[Marko]

Heisenberg is het niet met je eens.

[radiantenergy]

Wie weet, maar dat lijkt me niet relevant voor het tweespletenexperiment, want dat werkt met licht ook.
Ik ben het met je eens dat het lijkt alsof er iets heel anders gebeurt dat we (nog) niet kunnen zien, maar waarvan we wel de neveneffecten waarnemen die we zonder de onderliggende oorzaak niet begrijpen.

 
Einstein was het niet eens met de Kopenhagen interpretatie, nl. dat op het niveau van kleine deeltjes de natuur willekeurig is. Hij vond dat er een onderliggende reden moest zijn voor de willekeurige resultaten in entanglement experimenten. Dat is natuurlijk niet hetzelfde als het double slit experiment, maar gaat wel over de fundamentele onzekerheid van de realiteit. John Bell stelde een empirisch experiment voor waardoor we kunnen kijken wat er gebeurt zonder daadwerkelijk een meting te doen, die het experiment "bederft".  In 1982 is dat experiment uitgevoerd en bleek Einstein geen gelijk te hebben op dit punt.

[radiantenergy]

Het tweespletenexperiment is contraintuïtief, maar kan ik me enigszins nog niets bij voorstellen. Waar science voor mij overgaat in science fiction is bij dit soort experimenten:

https://youtu.be/H6HLjpj4Nt4

Bedankt voor de link naar deze geweldig verhelderende video. Dat de fotonen terug in de tijd reizen om de uitkomsten van het experiment mogelijk te maken is één van de verklaringen voor de waarnemingen in dit experiment, dat een uitbreiding is op het simpele dubbele split experiment. Blijkbaar is terug in de tijd gaan mogelijk op kleine schaal. Ik denk dat het toegestaan is zolang de deeltjes niet verbonden zijn met grotere structuren.

[Olof Bosma]

 
Einstein was het niet eens met de Kopenhagen interpretatie, nl. dat op het niveau van kleine deeltjes de natuur willekeurig is. Hij vond dat er een onderliggende reden moest zijn voor de willekeurige resultaten in entanglement experimenten. Dat is natuurlijk niet hetzelfde als het double slit experiment, maar gaat wel over de fundamentele onzekerheid van de realiteit. John Bell stelde een empirisch experiment voor waardoor we kunnen kijken wat er gebeurt zonder daadwerkelijk een meting te doen, die het experiment "bederft".  In 1982 is dat experiment uitgevoerd en bleek Einstein geen gelijk te hebben op dit punt.

 
Eigenlijk onderstreep je hiermee de gedachte die ik probeerde neer te leggen: we zien effecten maar de onderliggende oorzaak begrijpen we niet. Ditzelfde overkwam Einstein dus ook m.b.t. de kwantummechanica.
Weliswaar kunnen we kwantumeffecten uitstekend berekenen, maar begrijpen is iets anders. Dit lijkt ook op de situatie van voor Einstein. Ook toen waren de Lorentz formules bekend, er kon aan gerekend worden, maar de onderliggende oorzaak werd niet begrepen.
Pas later heeft Einstein de onderliggende zaken boven water gehaald. Voor de kwantummechanica moet dat dus nog gebeuren.

[radiantenergy]

Ik vermoed dat er nooit een "echte" verklaring komt voor de willekeur van de natuur op sub atomaire schaal. De Heisenberg compensator uit Star Trek zal nooit uitgevonden worden, ben ik bang. Maar dit is slechts een vermoeden.

[Professor Puntje]

Voor de kwantummechanica moet dat dus nog gebeuren.

 
Dat denk ik ook. Maar het ziet ernaar uit dat veel fysici menen dat er geen diepere verklaring mogelijk is omdat de kwantumonzekerheid een fundamenteel aspect van de fysische realiteit zou zijn.

[anusthesist]

Het meettoestelletje zou de sowieso tijdelijk in de spleet optredende oppervlaktelading kunnen meten. Voor het elektron levert dat bij het passeren van de spleet - volgens mij - geen extra interacties op. Eventueel zorgt men ervoor dat het meettoestelletje de oppervlaktelading op de zelfde manier belast als het materiaal waarin de spleet is gemaakt.

Brainfart:

Als je dit experiment doet met entangled electronen; electron 1 laat je een tweespletenopstelling passeren terwijl je de oppervlaktelading meet, electron 2 stuur je via een langere weg door de spleet waar je geen verandering in de oppervlaktelading hebt gemeten door de 'geladen spleet' in de tussentijd af te sluiten. Er is dan geen directe interactie, je weet de lokatie en via de snelheid de momentum.

Kom je hiermee weg?

[Professor Puntje]

Wellicht zo: zorg ervoor dat de twee verstrengelde elektronen in een exact tegengestelde richting wegvliegen, en stel de twee tweespletenopstellingen exact tegenover elkaar op. Dan zou je ook weten waar het andere elektron door vliegt als je dat voor het ene elektron gemeten hebt. Het meten aan de ene opstelling zou dan ook de andere opstelling moeten beïnvloeden. Bedoel je zo iets?

[anusthesist]

Wellicht zo: zorg ervoor dat de twee verstrengelde elektronen in een exact tegengestelde richting wegvliegen, en stel de twee tweespletenopstellingen exact tegenover elkaar op. Dan zou je ook weten waar het andere elektron door vliegt als je dat voor het ene elektron gemeten hebt. Het meten aan de ene opstelling zou dan ook de andere opstelling moeten beïnvloeden. Bedoel je zo iets?

Ja

[Professor Puntje]

Gevonden:
 
http://physics.stackexchange.com/questions/126868/is-this-double-double-slit-experiment-involving-entanglement-possible

[anusthesist]

Brainfart 2:

We nemen een triple-slit.

We vuren twee entangled elektronen erop af. Eén met een delay zoals in het vorige experiment.

Elektron 1 gaat door 1 van de drie en dit meten we: positie is bekend dus we krijgen een 'clump' patroon.

De spleet waar elektron 1 doorheen ging sluiten we direct af.

Elektron 2 gaat even later door 1 van de twee overgebleven spleten.

We meten dit NIET.

Moet elektron 2 dan geen interferentiepatroon laten zien? Want we hebben geen informatie over welk pad het heeft afgelegd. Maar van zijn entangled partner elektron 1 weten we wél welk pad het heeft afgelegd en moet een 'clump' patroon laten zien.

Dit spreekt elkaar tegen.

Elektron 2 zou dan ook 'clump' moeten laten zien en dat impliceert dat we weten door welke spleet het gaat. Afhankelijk van de 'scattering angles' zou je moeten kunnen deduceren door welke spleet deze is gegaan.

Wat zie ik over het hoofd?

[zoeff]

Omdat een verborgen opgesteld meettoestelletje voor de padintegraal niet zo verborgen is. Een elektron meten betekent daarmee interactie aangaan. 

Detecteren maakt kennelijk het verschil. Er gebeurt dus iets met een elektron als het wordt gedetecteerd. Een ongedetecteerd elektron is niet hetzelfde als een dedetecteerd elektron. Wat zou het fysieke verschil kunnen zijn?