EMANの物理学 過去ログ No.6807 〜

 ● 2重スリット

  投稿者:kaihara - 2009/04/26(Sun) 10:56  No.6807 
素人なのですいません。
初歩のところで疑問が出て気になっています。

2重スリットを空気中に設けて、適当に空気を振動させて(水でもいいのですが)適当な大きさの物体を壁にぶつけた時に、干渉紋はできるでしょうか?

もし出来たら、電子の場合はその媒体は光子でしょうか、いわゆるエーテルでしょうか、見解でいいので教えてください。


  投稿者:明男 - 2009/04/26(Sun) 11:41  No.6808 
明男です。あくまで、私の理解です。

>2重スリットを空気中に設けて、適当に空気を振動させて(水でもいいのですが)適当な大きさの物体を壁にぶつけた時に、干渉紋はできるでしょうか?

できます。この場合、粗密波(縦波)であれば一般に音波とよばれるもので、干渉縞とはとりも直さず音に強弱の部分ができるということです。

>電子の場合はその媒体は光子でしょうか、いわゆるエーテルでしょうか

どちらでもありません。電子が波(の性質を持つ)というのは、量子力学では波動関数という観測不可能な存在確率が波の性質を持つということです。したがって、スリット後の平面スクリーンに当たる電子の数が平面的に縞模様、つまり多い所と少ない所に分かれます(存在そのものが干渉した結果)。電磁波(光子)もそうですが、この存在確率を運ぶ媒体はありません。

  投稿者:kaihara - 2009/04/26(Sun) 12:23  No.6809 
明男さんありがとうございます。

すこし一般的な考え方を否定したような質問なのです、電子が粒子のまま拡散するという事の証明が出来ないか、ということが本当はしりたいのです。

観測されていない媒体が振動していれば、それは可能であるように思いました。(もとより振動していない物などなさそうなので)

今までにたぶんこのことは反証されていると思っていまして、その具体的反証があれば少し勉強したいと思いますのでよろしくお願いします。

追記 拡散するは正確ではないですね、干渉縞を描く、かな?

  投稿者:T_NAKA - 2009/04/26(Sun) 13:29  No.6810  <Home>
電子が粒子のままジグザグというかブラウン運動して拡散するというモデルを使っているのが、ネルソン流の量子力学で、簡単にまとめてあるのが、次のページです。
http://www.aa.alpha-net.ne.jp/t2366/ネルソンの確率量子化htm.htm

もう少し詳しい内容を知りたい場合は、多分品切れかも知れませんが、
「Excelで学ぶ量子力学―量子の世界を覗き見る確率力学入門」(Blue_Backs 保江邦夫著)
を読まれるのが良いと思います。

本来の意味での「ブラウン運動」は熱運動する媒質の分子の不規則な衝突によって起るのでしょうが、このネルソン・モデルの場合は何か?という問題があります。
これは、ランダム運動をするエーテルのようなもので空間が満たされていて、このエーテルのようなものに量子力学特有の不確定性の原因を求めることになりますが、「これは受け入れ難い」と感じて居られる方も多いと思いますね。

  投稿者:kaihara - 2009/04/26(Sun) 13:35  No.6811 
T_NAKA さんありがとうございます。

検索をするにも手がかりがありませんでしたので勉強してきます。

  投稿者:凡人 - 2009/04/26(Sun) 19:52  No.6816 
kaiharaさんへ
>2重スリットを空気中に設けて、適当に空気を振動させて(水でもいいのですが)適当な大きさの物体を壁にぶつけた時に、干渉紋はできるでしょうか?
例えば、電子を空気中で放出させて二重スリットを通過させた場合は、電子と衝突した空気の分子が一時的にプラズマ化し、電子の経路が観測出来るので、干渉縞は出来ないと思います。
干渉縞が出来るのは、経路を観測出来ない時に限るのではないでしょうか?

>したがって、スリット後の平面スクリーンに当たる電子の数が平面的に縞模様、つまり多い所と少ない所に分かれます(存在そのものが干渉した結果)。
コペンハーゲン解釈を採用すると「存在そのもの」は干渉しますが、パイロット解釈を採用すると「存在そのもの」は干渉しなくても済むようです。
>もし出来たら、電子の場合はその媒体は光子でしょうか、いわゆるエーテルでしょうか、見解でいいので教えてください。
場の量子論に基くと、電子などの物質粒子はフェルミオン場、光子等の力を媒介する粒子はボーズ場で表されるそうです。
したがって、現在の標準的な素粒子物理学に基けば、電子や光子等の「媒体」は、場の量子論で表現されるところの(実体的には未解明な)「場」そのものであると考える事が出来るのではないかと思います。

ネルソンの確率力学については、非局所的相関は表現出来ていないため、量子力学の理論としては成功していないのではないでしょうか?

  投稿者:明男 - 2009/04/27(Mon) 11:10  No.6818 
>凡人さん
個人的な見解がどうあろうといいですが、私のフレーズが引用されているので、敢えて一言付け加えます。ただし、議論のレベルにあるとは思われないので、一度だけにします。

>例えば、電子を空気中で放出させて〜

この文のナンセンスは例えば次のようなことを言っているのと同じです。
「銃から発射された弾丸の威力を確かめるのに、10m離れた地点で厚さの異なる杉の板を何種類か用意し、その貫通力を調べる。”ただし、その10mの間に鉄板を挟んだら、威力は分からなくなる。従って、間に鉄板が無い場合に限る”」
銃の威力を確かめる前半の意図を理解せず、馬鹿馬鹿しい指摘です。
しかも、「経路を観測できない時に〜」、もナンセンスです。では、スイス銀行のロックされた金庫内で実験すれば干渉縞ができるのかな?そうではなく、量子力学的状態を破る観測(本当の意味の”観測”とはそういうことです)を行った場合は干渉縞はできない、が正しい。通常の観測は量子力学的状態を破らずには行えないからです(特殊な観測で部分的に破れば、結果も部分的に破れたものとなる)。

>パイロット解釈〜
勝手にどうぞ。ただし、私のフレーズを引用しないでね。土俵が違います。

>場の量子論に基くと〜場の量子論で表現されるところの(実体的には未解明な)「場」
「媒体」の意味も「場」の意味も(古典的)エーテル思想から離れていません。場の量子論に基づく、などと言ってはいけません。それこそパイロット解釈でしょう。「場」は媒体ではなく、標準理論では電子も光子も「場」そのものです。電磁場等相互作用を運ぶ「場」と素粒子などの「物質場」に分けて考える事は有りますが、「場」を量子化して素粒子が現れるように、物質を離れて別の”媒体”があるのとは違います。敢えて言うなら「場」は時空間(の性質)そのものです。

  投稿者:T_NAKA - 2009/04/27(Mon) 13:57  No.6819 
誤解されると困るので、一言いわせていただきます。

>電子が粒子のまま拡散するという事の証明が出来ないか、

という質問に対し、そういうことを考えた人が既に存在するという意味で、ネルソン流の量子力学を紹介したわけです。
そのネルソン流への違和感も説明しておいたし、紹介した記事の中にも、ネルソン流の限界が説明されているんですね。

ですから、kaiharaさんもその積もりで勉強してください。
コペンハーゲン解釈をご理解の上で、別の解釈の量子力学もあるというふうに受け取っていただくとありがたいです。

  投稿者:凡人 - 2009/04/27(Mon) 23:41  No.6825 
明男さんへ
>しかも、「経路を観測できない時に〜」、もナンセンスです。
表現が厳密で無かった事については了解しましたが、
>干渉縞が出来るのは、経路を観測出来ない時に限るのではないでしょうか?
と私がコメントしたのは、
>2重スリットを空気中に設けて、適当に空気を振動させて(水でもいいのですが)適当な大きさの物体を壁にぶつけた時に、干渉紋はできるでしょうか?
というkaiharaさんの問いかけに対して、明男さんが、
>できます。この場合、粗密波(縦波)であれば一般に音波とよばれるもので、干渉縞とはとりも直さず音に強弱の部分ができるということです。
と回答している内容が誤っているのではないかと考え、誤っている可能性がある事をkaiharaさんに伝えるために、
>例えば、電子を空気中で放出させて二重スリットを通過させた場合は、電子と衝突した空気の分子が一時的にプラズマ化し、電子の経路が観測出来るので、干渉縞は出来ないと思います。
とコメントしたのですが、この件についてはいかがでしょうか?

  投稿者:明男 - 2009/04/28(Tue) 00:45  No.6826 
>凡人さん
一度だけと書いたのですが、もう一言。
2重スリットと書いてはありますが、この問いの”波”は電子や光子ではなく、空気や水(媒体)ではないのですかね。古典的な波の性質を見るよくある実験です。空気を振動させると書いてありますが。
もし誤っていると思うなら、フレーズを発した本人にまず確認すべきで、その上で意見を述べるべきでしょう。そうは思われませんか。

  投稿者:凡人 - 2009/05/02(Sat) 10:34  No.6836 
明男さんへ
返答が遅くなりまして申し訳ありませんでした。
ところで、No.6826における、
>2重スリットと書いてはありますが、この問いの”波”は電子や光子ではなく、空気や水(媒体)ではないのですかね。古典的な波の性質を見るよくある実験です。空気を振動させると書いてありますが。
の件ですが、明男さんのこの認識は、kaiharaさんの最初の質問(No.6807)における、
>2重スリットを空気中に設けて、適当に空気を振動させて(水でもいいのですが)
までは妥当しますが、その後の、
>適当な大きさの物体を壁にぶつけた時に、干渉紋はできるでしょうか?
には妥当しないのではないかと思います。
また、それに続く、
>もし出来たら、電子の場合はその媒体は光子でしょうか、いわゆるエーテルでしょうか、見解でいいので教えてください。
という質問と、明男さんの回答(No.6808)に対する、kaiharaさんの返答(No.6809)も、
>すこし一般的な考え方を否定したような質問なのです、電子が粒子のまま拡散するという事の証明が出来ないか、ということが本当はしりたいのです。
となっています。

>もし誤っていると思うなら、フレーズを発した本人にまず確認すべきで、その上で意見を述べるべきでしょう。そうは思われませんか。
上で示している通り、私がkaiharaさんの「フレーズ」からkaiharaさんの意図を掴み取り、その上で明男さんが「回答している内容が誤っているのではないかと考え」て意見を述べさせていただだいているだけですので、ご理解の程をお願いします。

>したがって、現在の標準的な素粒子物理学に基けば、電子や光子等の「媒体」は、場の量子論で表現されるところの(実体的には未解明な)「場」そのものであると考える事が出来るのではないかと思います。
の件についてですが、私は単純な人間なので、何らかの性質や属性が存在すれば、その性質や属性を担う何らかの「実体」が必ずや存在しているのではないかと考えるのですが、このような考え方は間違っているのでしょうか?
尚、ここで述べさせていただいている「実体」は、古典的な実体に局限している訳ではありませんので、こちらにつきましても、ご理解の程をお願いします。
<<追伸>>
因みに、
http://users.ox.ac.uk/~gree0579/index_files/EmHydro.pdf
の(コンセプトの)内容が正しければ、電磁場は「流体」になるようです。