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240场态粒子与双缝共同作用影响着电子的空间分布概率

已有 343 次阅读 2023-12-23 17:37 |个人分类:构建物理学天文学全新架构|系统分类:科研笔记

240场态粒子与双缝共同作用影响着电子的空间分布概率

电子双缝干涉已经被严重误解,不断被谣传。电子双缝干涉实验所显示出来的结果是20世纪科学家集体遭遇的一次“灵异事件”,在这个简单的实验中微观世界的基本本质,叠加态、不确定性、观察者效应展现的淋漓尽致。而这三个现象有是如此的烧脑、违反直觉、毁人三观。

在我们的现实世界里,万物都是确定的,都是可描述的,也是可预测的。

1907年,托马斯·扬实现了光的双缝干涉实验,再次引发了光的本质究竟是粒子还是波的争论,但此时的争论仍局限在经典物理的范畴内。1961年,蒂宾根大学的克劳斯·约恩松采用电子来进行双缝干涉实验。约恩松首先用电子流朝着并列的双缝轰击,按照设想,电子流通过双缝后应该在后面的屏幕上留下两条与双缝对应的亮纹。然而,在屏幕上出现的并不是两条亮纹,而是多条明暗相间的干涉条纹。约恩松很好奇,他设想是否是因为电子在电子流中互相拥挤碰撞,进而造成了多条干涉条纹。于是,他使用发射器将电子一个一个发出,这下就不会有碰撞了,然而在双缝后面的屏幕上仍然留下了一条条明暗相间的干涉条纹。经过争论,人们认为电子也具有波粒二象性,事情似乎是告一段落。

然而,1974年,米兰大学的梅里教授为研究电子到底是怎样通过双缝的,看看干涉条纹到底是如何形成的。他在双缝的入口安装了高精度的监视器,仍然通过发射器将电子一个一个发出。屏幕上的一条条干涉条纹不见了,只剩下了两条亮纹,而且通过监视器可以清晰地看到电子如粒子般一个个通过左缝或右缝,在屏幕上形成两条亮纹。

采用监控试图观察电子通过双缝的行为时,干涉条纹就消失;而监控关闭,屏幕上又出现了干涉条纹。按照量子力学主流的哥本哈根解释,在双缝干涉实验中,电子本身是既是粒子,又是波,即波粒二象性。当人们不对双缝加以观测时,电子呈现出波的特性,在屏幕上形成多条干涉条纹,此时可以认为人的意识中已将电子认定为波;而当人们观察双缝时,其意识中已经默认电子是粒子,因而干涉条纹就消失了,电子真的按照人的意识体现出粒子的特性,仅形成两条亮纹,尽管此时人的目的是想得到干涉条纹。总之,是人观测或不观测的行为,或者说是人将电子当作粒子或波的意识,决定着电子最终呈现为粒子还是波。

电子似乎知道科学家什么时候进行观测,只要一观测干涉条纹就消失,不观测就出现。以波尔为首的哥本哈根学派给出了解释,也就是哥本哈根诠释。按照这个诠释,电子双缝干涉实验包含了量子力学的三大规律:不确定性,叠加态还有观测行为。

实际上,运动的电子对场态粒子产生系列诱导而产生震荡,由于电子的速度相同,场态粒子能够产生同频震荡。因此落点与电磁波的干涉类似。无论观测与否,电子都是一个粒子,其运动特征符合宏观物质运动规律,本身并没有波动。而是电子时时刻刻与场态粒子相互诱导震荡,场态粒子与双缝共同作用影响着电子的空间分布概率,形成了疏密相间的落点。

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