Worden we door tweespletenexperiment "gefopt"?

[Professor Puntje]

Het tweespletenexperiment is dermate bizar dat het lijkt  alsof er iets "niet klopt". De indruk die je krijgt is dat de natuur ons hier iets vertelt dat niet waar kan zijn, oftewel dat we in de maling worden genomen. Nu is de natuur "eigen baas" dus we hebben het resultaat maar te accepteren. Toch lijkt mij het gezichtspunt dat er iets niet klopt productief in die zin dat het nieuwe varianten van het tweespletenexperiment suggereert om de natuur nader aan de tand te voelen.
 
Er zijn op het Wetenschapsforum al meerdere topics over het tweespletenexperiment, maar die wil ik niet verstoren door allerlei rare vragen te stellen. Vandaar dit topic in Theorieontwikkeling.
 

[Professor Puntje]

Vraag 1: Leidt het passeren van een elektron door een spleet tot een tijdelijke oppervlaktelading aan de binnenranden van die spleet?

[Olof Bosma]

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.

[Professor Puntje]

Met licht (immers een EM-golf) kan ik mij iets dergelijks voorstellen. Maar ik wil het nu in het belang van het argument (eerst) op een passerend elektron houden.

[Marko]

Het lijkt me handig om eerst duidelijk te omschrijven wat er dan niet klopt.

[317070]

Toch lijkt mij het gezichtspunt dat er iets niet klopt productief in die zin dat het nieuwe varianten van het tweespletenexperiment suggereert om de natuur nader aan de tand te voelen.

Ik wil ook even laten vallen dat het feit dat je dit op een computer kan intypen, al gebaseerd is op de waarschijnlijkheidsgolven in de microprocessor van je computer. Het twee-spletenexperiment wordt meestal gekozen als pedagogisch hulpmiddel, omdat het simpel is, maar het is ook niet meer dan dat. De waarschijnlijkheidsgolven van elektronen is iets waar o.a. flash-geheugen op gebaseerd is, en dus dagelijks over de hele wereld getest wordt. Door het tweespletenexperiment te ondergraven, ga je niets van de achterliggende theorie ondergraven.

Desalniettemin gaat het waarschijnlijk wel interessante inzichten opleveren. Ik heb me ook altijd afgevraagd welke rol de 'randen' van de gaten spelen.

Vraag 1: Leidt het passeren van een elektron door een spleet tot een tijdelijke oppervlaktelading aan de binnenranden van die spleet?

Niet als de spleet in een niet-geleidend materiaal zit. En er is geen verschil in uitkomst van het experiment als je een geleidend of niet-geleidend materiaal kiest, dus lading op de rand lijkt me geen invloed te hebben.
Bovendien heb je voor elektronen niet eens 2 'spleten' nodig. Je kunt met magneten een 'lens' maken en hetzelfde effect bereiken. http://www.hitachi.com/rd/portal/highlight/quantum/

[Professor Puntje]

Jammer genoeg gaat de discussie niet over mijn vragen. Mijn motivatie voor dit topic heb ik gegeven omdat daar standaard naar gevist wordt. Dan hebben we dat alvast gehad.   Maar eigenlijk doet mijn motivatie hier helemaal niet ter zake. Ik heb nog meer vragen, maar laten we eerst vraag 1. proberen te beantwoorden:
 
Leidt het passeren van een elektron door een spleet tot een tijdelijke oppervlaktelading aan de binnenranden van die spleet?
 
(Bij een ideale isolator duidelijk niet, we gaan dus uit van een min of meer geleidende plaat.)

[anusthesist]

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

[Professor Puntje]

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

 

Het grote voordeel van het tweespletenexperiment is dat alles daarbij nog overzichtelijk blijft. Ik vermoed dat wanneer we de gang van zaken bij het qua opstelling eenvoudige tweespletenexperiment geheel doorzien we dan ook zeer veel dichter zijn bij het begrijpen van de kwantummechanische werkelijkheid.

[Professor Puntje]

(Bij een ideale isolator duidelijk niet, we gaan dus uit van een min of meer geleidende plaat.)

 
Bij nader inzien kunnen ook bij gebruik van een isolerende plaat aan de binnenwanden van de spleten - in principe - door een extern aangelegd elektrisch veld geïnduceerde oppervlakteladingen optreden. Zie:

http://web.mit.edu/8.02t/www/materials/InClass/IC_Sol_W05D2_1.pdf

De vraag blijft waarom dat bij het tweespletenexperiment bij het passeren van een elektron niet zou gebeuren. En als dat wel gebeurt, waarom dat effect dan niet als een "meting" mag gelden. Of derde optie: zou het effect wellicht in beide spleten bij het passeren van de waarschijnlijkheidsgolf optreden, zodat we er niet uit kunnen aflezen door welke spleet het elektron gaat?

[Benm]

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

Mindboggling!

Wel mooi om te zien hoe consequnt dit werkt met verschillende opstellingen die proberen iets te 'betrappen'.

[Marko]

Het is me nog steeds niet duidelijk wat nu het bizarre is.
 
Gaat het om het idee dat het raar is wanneer men zich de deeltjes voorstelt als biljartballen die op weg gaan naar 1 van de 2 spleteneen spleet, en die aldaar een keuze maken om in een bepaalde richting verder te vliegen, een keuze die afhangt van de aanwezigheid van een tweede spleet, een detector, etc. etc ?

[Professor Puntje]

@ Marko
 
Of iets wel of niet bizar is is ten dele een kwestie van smaak, en over smaak valt niet te twisten....

 

Wat voor dit topic relevant is is enkel dat er mensen zijn (zoals ikzelf) die in het bijzonder ten aanzien van het tweespletenexperiment graag het naadje van de kous willen weten. Als anderen tevreden zijn met de verklaring die de kwantummechanica al geeft, dan kan ik ze daar alleen maar mee feliciteren. Zij hebben een probleem minder om zich het hoofd over te breken.
 
Eén specifieke vraag heb ik al gesteld, en ik weet er nog wel meer. Het zou fijn zijn als we het daar over kunnen hebben, in plaats van over mijn motivatie die je al dan niet aanspreekt.

[Benm]

Maakt het verschil tussen een elektron en een foton uit? Zou je verwachten dat je bij een experiment met electronen andere resultaten krijgt?

Wellicht zijn electronen gemakkelijker individueel te detecteren zonder ze te verstoren, maar ik vrees dat het fundament juist is dat dat geen verschil maakt. Als je electronen door een dubbele spleet laat vliegen en met een detector kijkt door welk van de twee ze gaan, krijg je ook dat 'clump pattern' in plaats van de golf distributie. En als je niet kijkt, juist weer wel zo'n mooi golfpatroon.

Hoe bizar het ook is, blijkbaar is het essentiele verschil of je kijkt of niet, zelfs als je achteraf kijkt (en daar krijg ik nare gedachtenkronkels van )

[Professor Puntje]

Bij elektronen valt er gemakkelijker over te redeneren. Daarom heb ik mijn vraag daarop toegespitst.

 

Wat houdt dat detecteren precies in. Dat is mij nog niet duidelijk. Vanuit klassiek perspectief heeft ieder bewegend elektron invloed op de omgeving, als is het maar door het opgewekte elektromagnetische veld. Als er bovendien voorwerpen in de buurt zijn zullen daarin elektrische en magnetische veranderingen geïnduceerd worden. Alles steeds klassiek gedacht. Maar kennelijk is dat niet genoeg om van een meting te spreken. Wanneer is het dan wel genoeg? Dat vraag ik mij af....