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电子的双源双缝干涉可以防止退相干
[楼主] 作者:akunkeji  发表时间:2011/03/24 15:05
点击:2906次

 此帖可能很冒昧,欢迎讨论。

我们知道,在电子的双缝干涉实验中,如果想探测电子到底通过了哪条缝隙时,干涉图样就会消失。这就是所谓的波函数的“坍缩”或“退相干”效应。

采用双源双缝干涉应该可以防止退相干

电子的双源双缝干涉实验>

双源,指的是有两个粒子源,比如两个独立的电子枪。
实验装置说明:
在两个缝隙前分别放置两个相同的电子枪,电子枪收到控制信号后就发射一个电子,至于哪个电子枪要发射电子,取决于随机控制信号的方向(1或2)。理论依据1  通常,波的双缝干涉是使用一个波源,然后通过双缝分为两个具有相干性的子波源实现干涉。 而粒子的双缝干涉则不需要使用同一个粒子源,可以用两个独立的粒子源;2  通过对随机信号的检测完全可以确定电子发自于哪个缝隙,从而避免了对电子直接探测而导致的退相干效应。
 
(电子枪发射的电子也可能会被反弹而不通过缝隙,不过概率不高。)
这是我的一个思想实验,有条件的朋友不妨实际操作一下。
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 [2楼]  作者:杨发成  发表时间: 2011/03/24 17:58 

这个思想实验是正确的,但电子枪收到控制信号的周期必须短且是稳定的,枪1与枪2的发射并不要求同时,可以轮换发射,也可以枪1连发2或3次,枪2再发射1次或2、3次,但轮换发射周期不要间隔太长,否则,不会产生条纹。波函数的“坍缩”或“退相干”效应是不存在的。
[楼主]  [3楼]  作者:akunkeji  发表时间: 2011/03/24 18:23 

是的,枪1与枪2的发射不会同时,因为两个控制信号互斥,不能同时出现。
可能会出现单枪连发,连发次数不会太多,否则就只能产生衍射图样,而没有干涉条纹了。
 [4楼]  作者:__hegel  发表时间: 2011/03/25 00:14 

通过对随机信号的检测完全可以确定电子发自于哪个缝隙?

不一定,你能确定是哪个电子枪发射的,但是你仍然不能确定通过了哪个缝

※※※※※※
孔德之容,唯道是从。
[楼主]  [5楼]  作者:akunkeji  发表时间: 2011/03/25 08:24 

对【4楼】说:

在双源双缝实验中要注意双缝和双枪之间的一个挡板,你可能是说它挡不住电子的叠加态吧。那么我改进了一下,把两个电子枪装到并排的两个箱子中,两箱子右侧开缝形成双缝。谢谢提醒!(图片已更新)

[楼主]  [6楼]  作者:akunkeji  发表时间: 2011/03/25 15:04 

详情见:
http://akunkeji.blog.163.com/blog/static/914217082011224230886/
http://blog.sina.com.cn/s/blog_4c7bb6830100pasq.html
 [7楼]  作者:__hegel  发表时间: 2011/03/25 16:07 

你的这个实验方法与以往的方法不同,

以往的方法是在缝与接受器之间确定电子通过了哪条缝

你的这个实验方法应当做一下

※※※※※※
孔德之容,唯道是从。
[楼主]  [8楼]  作者:akunkeji  发表时间: 2011/03/25 20:09 

多谢版主置顶加精!

此实验无论成功与否,都有着重要的意义:
可以确定波函数的“坍缩”或“退相干”效应是因为物理作用还是心理作用;
有可能挑战目前权威学派的主流观点,比如“量子叠加态”、“多重宇宙”等等...
 [9楼]  作者:__hegel  发表时间: 2011/03/25 20:18 

按费曼的观点,这个实验的结果是双枪条纹是两单枪条纹的简单相加

我也这么认为,费曼是对的

※※※※※※
孔德之容,唯道是从。
 [10楼]  作者:liangjz  发表时间: 2011/03/25 22:55 

楼主的思想实验有很多值得商榷的地方,什么是干涉?发生干涉应具备的条件是什么?两个独立的电子枪是相干的吗?按照楼主的设计似乎从电子枪发出的电子是在不同的时刻达到屏幕上,干涉怎么可能发生?
[楼主]  [11楼]  作者:akunkeji  发表时间: 2011/03/26 08:36 

对【10楼】说:
要知道,粒子的干涉和波的干涉是有很多不同的。正因为大家都以波的干涉条件来衡量粒子的干涉,所以才出现了粒子同时穿过双缝的困惑,也因此诞生了各种“诠释”。

两个独立的波源,只要频率相同,那么它们就是可相干的;
两个独立的粒子源,只有发射速度相同,那么它们也是可相干的。
双路粒子虽然不是同时发出或到达屏幕,但仍能形成干涉,这已经被单电子干涉实验所证明。

这些匪夷所思的现象都千真万确的在量子世界发生了。

[楼主]  [12楼]  作者:akunkeji  发表时间: 2011/03/26 09:21 

对【9楼】说:
按目前的路径积分、量子叠加态、多重宇宙等学说来推断本实验,都会得到你说的这个结论。
但是我并不赞同那些学说,我相信它是能够形成干涉条纹的,因此,这个实验并非仅仅是避免退相干这么简单,一旦实验成功就意味着推翻目前的主流思想。

量子物理学理论目前很不完备,之所以出现各种学派,就是因为没有找到大家公认的诠释,各种学说都只是假说。
“假说”,是因无法真正了解客观现实而迫不得已才产生的,本身就牵强附会,具有不确定性,如果我们再以“假说”为依据反推未知的客观现实,则更加不确定。

[楼主]  [13楼]  作者:akunkeji  发表时间: 2011/03/26 09:57 

这个实验实际操作是有难度的,我已经有了较好的解决方案,个人认为十分巧妙。
近期我将着手做这个实验。
 [14楼]  作者:liangjz  发表时间: 2011/03/26 11:03 

实话实说,你对什么是干涉都没搞明白,讨论起来会很费劲的.
 [15楼]  作者:杨发成  发表时间: 2011/03/26 16:17 

考虑到学术界人际关系的友好往来,该问题的讨论我选择——回避。
[楼主]  [16楼]  作者:akunkeji  发表时间: 2011/03/26 17:04 

无论是支持还是反对的声音,都会欢迎。 本来就是拿出来讨论的嘛。有砖的拍砖,有蛋的投蛋
 [17楼]  作者:__hegel  发表时间: 2011/03/26 17:22 

这个实验有干涉,电子通过缝之后就会按几率波分布,有缝所以有衍射,费曼的情况是确认电子后没有再通过缝所以没有衍射

※※※※※※
孔德之容,唯道是从。
[楼主]  [18楼]  作者:akunkeji  发表时间: 2011/03/27 09:23 

实验准备工作进行中...
 [19楼]  作者:hudemi  发表时间: 2011/03/27 19:06 

好贴,支持楼主的探索与实验。

如果楼主有条件,建议做一下单孔衍射实验,保持其它所有条件不变,只让小孔材料不同(尽可能选取两种分子、原子半径差异大的材料),看衍射图形有何变化(主要看明暗间隔大小的变化情况)。

 [20楼]  作者:silin007  发表时间: 2011/03/28 07:25 

[楼主] [16楼] 作者:akunkeji 发表时间: 2011/03/26 17:04
无论是支持还是反对的声音,都会欢迎。 本来就是拿出来讨论的嘛。有砖的拍砖,有蛋的投蛋。


一枚彻底摧毁相对论等的科学氢弹
[楼主] 作者:silin007 发表时间:2003/04/09 12:06

正如相对论的挑战者们所言:当代科学正面临一场革命,其势不可阻挡。

但我发现:当代科学正面临的这场革命,不仅是其势不可阻挡;而且是其势快如破竹。

因为,可以说二十世纪初的物理学革命,仅仅是因为牛顿在对前人的无可置疑的伟大成就(即:伽利略的圆惯性定律和自由落体定,与开普勒的行星运动的三大定律,以及惠更斯的向心力定律等)进行伟大综合时,将物体之间相对不变的引力关系的恒量,说成了在宇宙中绝对不变的普适常数;

由此才导致了在宇宙中普适的万有引力,到了原子中被人为的错误(即:在行星结构上向心力与万有引力之间是一种变换不变性的恒等关系,也就是说在宏观天体之间是引力关系,到了微观电子与质子之间根本不可能变成电磁力关系,况且向心力公式与电磁力公式之间的数学关系不成立)给忽略不计了;

否则,随着原子也具有行星结构的发现,物理学早在以越来越无法自圆其说的相对论为主将、以与热质说同出一辄的电质说(电磁论)为前锋、以创造出原子中测不准的幽灵之测不准就不科学的量子论为后卫,建立起来的由反粒子、反物质、反宇宙等等,实属反科学的现代物理学王国之前就完成了统一大业。

即:依据在周而复始转动的天体之间还存在着周期性变化的引力摄动的事实;用牛顿的推理法则一、除那些真实而足够说明其现象者外,不必去寻自然事物的其他原因,法则二,所以对自然界中的同一类结果,必须尽可能归之于同一原因,不难发现光即介质波动也非粒子移动更非波粒二象,而是引力摄动。

而要证明这一发现并不难,只要您能够先放弃从别人的说教中学来的即复杂又模糊还不确定的物理知识,就能利用从自己的思索中悟懂的即简单又精确还确定无疑的自然常识,在构成宇宙万物的原子中的氢原子上,看到一些科学家梦寐以求的宇宙之最基本的基础方程,就是宇宙中普适之向心力公式。

m u u / r = F(牛顿)
m 为质子或氢原子的引力质量
u 为质子在轨道上的旋转速度
r 为质子在旋转时的轨道半径
F 为质子之间相互作用的引力

这就是在仅由因相互之间的引力作用而在各自轨道上旋转质子,构成的即无电子也无电荷更无其他任何东西之无核的氢原子模型。而在科学界重新接受了所有原子都只是由质子合(核)聚变成的的事实之际,就是相对论与量子论以及现代物理学等被这枚在科学上最基本的的原子弹(科学氢弹)炸得的灰飞烟灭之开始。

※※※※※※
即别轻信人说的,也别坚信己学的,更别迷信书写的;只信亲眼能见的,而且亲手能算的,关键亲身能验的;科学事实
 [21楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2011/03/28 12:31 

实验取决于电子枪的性能,随机控制和电子枪的反应速度有很大关系。
不过实验结果应该没有干涉条纹出现。虽然没有很确定的理由,仍然觉得这种可能性最大。
干涉条纹的出现,起作用的是频率,波长等,随机控制之下,恐怕没有稳定的输出,也就没有了干涉条纹。
[楼主]  [22楼]  作者:akunkeji  发表时间: 2011/03/28 22:18 

电子枪是一个电子枪系统,它有自己的内部控制器,作用是确保每次收到随机控制器的信号时只发射一个电子。随机控制器信号正脉冲的上升沿触发电子枪1的内部控制器,负脉冲的下降沿触发电子枪2的内部控制器,随机控制信号脉冲宽度多少不起作用(边沿触发)。
根据德布罗意公式λ= h/(mv),只要两个电子枪发射的电子速度相同,则电子的物质波长就相同也就是频率相同。
单电子的干涉实验证明,在时间上离散的电子间仍然可以发生干涉。
 [23楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2011/03/29 14:52 

如果都如你所说,或许是可以成功的。但形成干涉恐怕还有其他条件,电子干涉形成暗纹,原因何在?
[楼主]  [24楼]  作者:akunkeji  发表时间: 2011/03/29 16:03 

目前,量子力学对电子干涉的“正统诠释”是概率波理论(哥本哈根学派),单个电子在屏幕上的落点虽然是无法预测的,但电子们在屏上的落点服从概率分布P(x)(指电子在屏幕x点出现的概率)。而这个概率分布又取决于电子的物质波ψ(x,y,z,t),ψ称为波函数,波函数模的平方|ψ|^2是波强度,概率波在屏幕上波强度就是电子概率密度P。
屏上概率高的位置电子出现的机会多,形成亮纹,概率低的位置电子出现的机会少,形成暗纹。
不过,这些理论现在只能描述现象,无法解释本质。
 [25楼]  作者:__hegel  发表时间: 2011/03/29 17:53 

本质就是"概率"

※※※※※※
孔德之容,唯道是从。
 [26楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2011/03/30 11:10 

这仍然不同于传统的波动,有相互叠加而增强,也有相互抵消。
这样理解会出现下面的问题,一个电子枪,一条单缝是否也有概率波的明暗条纹?如果有,与双缝条纹有什么不同?如果没有则恐怕不能称之为概率波。


[楼主]  [27楼]  作者:akunkeji  发表时间: 2011/03/30 13:51 

是不同于传统的波动。所以说不能完全以传统波的思路来分析量子世界里的概率波。

在单缝的情况下,电子会出现衍射的,如果缝隙合适也会有清晰的衍射条纹。



当只打开缝隙1时,电子落点符合衍射概率分布P1(单缝衍射图样);
当只打开缝隙2时,电子落点符合衍射概率分布P2(单缝衍射图样);
但是,当同时打开双缝时,总概率P12≠P1+P2,不是两个单缝衍射图样(概率)的简单叠加,
而是:P12=P1+P2+干涉项(=|ψ1+ψ2|^2=|ψ1|^2+|ψ2|^2+ψ1*ψ2+ψ1ψ2*)(双缝干涉图样)。

干涉项的存在屏幕上表现为双缝干涉图样。


 

 [28楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2011/03/31 22:17 

不知道两个电子枪发射的电子是不是能产生干涉?有没有这样的实验?
据我所知,两个激光器产生的激光是不能产生干涉的。只有一个激光器发出的激光,分成两束才产生干涉。
[楼主]  [29楼]  作者:akunkeji  发表时间: 2011/04/01 11:36 

其实,波的双缝干涉实验中也可以用双波源替代两个缝隙后的子波源(只要波长相等,相位差稳定)。光也是如此,并有成功实验。
杨氏双缝实验之所以将光一分为二,就是为了创造相干性好的两个波源来发生干涉。
 [30楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2011/04/01 12:30 

对【29楼】说:
成功实验哪里有介绍?

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