2025年10月05日

二重スリット 量子力学版がある なあぁにぃぃみつけちまったな

量子力学版では光子を一個飛ばす。そんなことができるかい、バカタレと昔は思ったが今の、というよりは30年以上も前に実験がなされていたのであるぞよ。
ま~ワタクシ知らなかった。光子を一個飛ばす、それの方が二重スリットの縞模様よりも難しいのではないかい。どうなのかい。
思考実験がリアルな実験となっていたのであーたぞよぞよ。も~も~ ぞよぞよ教。

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誤爆(笑)草 森 タンポポ コピペの誤爆

https://annex.jsap.or.jp/photonics/kogaku/public/20-02-kenkyu6.pdfimageimage

なるほどなあ、一個の光子ってそういうものか。そうやって実現するのか。そういうことだったんですねえ。よく分かりました。(ほんまか? )
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こういう画像から文字に変換するのはチャッターズ(Copilot先生、Gemini先生、chatGPT-5先生)にお願いすればすぐに変換してくれるのぞよぞよ。

90パルスに1個の光子が存在する。すなわち、一つのパルスに1個以上の光子が存在する確率は約1.1×10⁻²である。このとき、光パルスの中の光子数がポアソン分布に従うものと仮定すると、一つのパルスに2個以上の光子が存在する確率は6.9×10⁻⁵である。したがって、今回の実験において、光子が1個以上ある確率に対して、光子が2個以上ある確率は0.6%以下である。

ところで、光子数の計測値がポアソン分布になるのは、光源のコヒーレンス時間が観測時間より十分小さい場合である。今回の実験の場合、観測時間はパルス光のパルス幅40 psと考えてよい。また、光源のスペクトル幅3 nmから求めたコヒーレンス時間は0.18 psとなる。したがって、これらの値は上記条件を十分満足しているので、ポアソン分布を仮定することは妥当である。

ま~ちょっとした試しですけどね。

ようするに一個の光子が実験装置の中にある時間がある。

ちなみに電子を一個飛ばすというのも思考実験ではなくリアル実験としてなされておるおる。これも二重スリットとは言うのだが連続光の場合のヤングの干渉実験とは構成がことなる。しかし、原理的には二重スリットである・・・・・と言い張るのだった(笑)
日立のサイトに次のようなの。外村(故人)が解説本も出しているね、これは。
https://www.hitachi.co.jp/rd/research/materials/quantum/doubleslit/index.htmlimage

電子線バイプリズムが二重スリットだって?  なんですとー!!   と感ずるのが普通である。解説なしでこれが二重スリットだと言われてもワタクシの愚脳はわけわかりませぬ。

電子源から一個の電子を飛ばすと図のように電子線バイプリズムの中央の細い棒の両脇を一個の電子が通り、その後に干渉すると主張しておるおる。電子は粒子であると同時に波の性質を持つ。よってに両脇を通るのだ!!  と言われてもなあ。波は両脇を通っても電子の実体はいずれかを通るのではないかい?  
ここらは量子力学の解釈問題にもつながって実は電子はいずれかを通る、電子の波動関数は両方通ると考えても説明がつく。
さらに二重スリットの典型的な図の場合には粒子はパイロット波に乗っている。パイロット波はスリット両方通るが電子はいずれかのパイロット波に乗っている。。。。という解釈もある。
さらに世界が分岐するのだとか、でーたらこーたらだあぁぁぁという解釈はたくさんあっていずれも実験結果を説明するのである。ネルソンの確率力学では電子や光子の飛跡の描画もするで。

実験結果は一個の電子(光子)が干渉縞の元であると主張するだけだ。1万回繰り返しての話だけど。10万回でもいいぞ。とにかく試行回数が多いほうが宜しい。10回や100回では輝点が生じても縞模様には見えませぬ。
よってに実験結果は一個の電子(光子)が干渉縞の元であると主張するだけだ。その解釈は波動関数を持ち出して確率の波の干渉でどーたらこーたら。パイロット波を持ち出してどーたらこーたら。 スリットを通り抜けると世界が分岐するのだよよんがどーたらこーたら。

他にもいろいろな解釈があるらしいから後で探そう。ワタクシも考えたぞ。
量子力学での波動関数は粒子の存在確率を表す。波動関数が0でない領域のどこかに粒子がある。。。 ならば、存在確率0.5の粒子がスリットAを通り、存在確率0.5の粒子がスリットBを通る。両方で粒子は存在確率が1である。つまり、粒子はスリットA,Bに共存するのである。通過中は。 その後に干渉するのである。これでも説明可能だ。どやどやぞーーーーん。

よーし、別の考えも出そう。粒子の波動関数はリアルな3次元世界にあるのではなく裏の世界にある。裏の世界で広がっていて、それが表の3次元世界に指示するのである。こういうのな、物理学者は内部空間とかワケワカランことをいうのでワタクシは思い切って裏の世界を妄想したのである。どやどやどーーーーん。

よーし、コーヒー飲んでから別のも考えよう。楽しいなあ、妄想は楽しいぞよぞよ。

posted by toinohni at 08:14| 東京 🌁| Comment(0) | 物理科学雑学 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
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