2020年11月29日

量子力学の入門書はワケワカラン・・・ なんですとぉ

マッハ・チェンダー干渉計というものがある。知らない人は知らないが知っている人は知っている。「量子力学」河原崎・岩波では初めの章に出てくる。この本は入門書ではなく学部・教科書みたいだ。当然、ワイは読了できるはずがない(笑)
で、それと二重スリット実験が本質的には同じであるという話もある。なんでや?  と疑問が出る。しかし、その手の疑問の前に僕はマッハ・チェンダー干渉計について理解が進まぬ。どっひー。

理由はいろいろあろう。ワタクシはIQ88のちょう・頭脳である・・・・なんだとぉ。いや、そういう話ではなくて。
実は反射鏡での光の反射の際の位相変化、ハーフミラーでの光の透過と反射の際の位相変化が理解できぬのである。ああ、(´・ω・`)

単純に透過波は位相変化0で、反射波は位相変化がπである・・・・というものではないらしい。入門書ではそこまで書かない。河原崎の「量子力学」でも反射の際の位相変化までは説明していない。
これは結構な問題だよね。。。と思ったのは次のサイトの記事を読んだからだよよぉんん。

http://www.eonet.ne.jp/~excitingphysics/soukatsu1-4.pdf

大学の物理の入試問題でたまに出題されるらしい。マッハ・チェンダー干渉計がらみで。そこでは反射の際に位相変化π、透過では0だとかの大雑把な設定がある。どうもそこらが怪しい・・・・らしい。
大学入試問題だから設定の条件で解けばいい・・・・と考えるのは受験生の発想である。いや、技術系の資格試験でも設定の条件で解くというのは基本である。πは3.14ではなく3で計算せよという設定であれば3で計算すればよい。そこでπとして3はアラすぎるぞ、バカタレ!! と文句いってもしゃーないのである。どーよ。なにがよ。

しかし、この問題が出題された大学の受験生は、こういうの解けるのかよ・・・びっくらーー。いや、解けなくても他の問題が正解であれば合格する可能性はあるわなあ。
ただ、こういうものは解き方を知っている受験生は解ける。その場で考えて解く・・・という事は時間が10時間ぐらいあれば可能だろうなあ・・・大学受験は解き方を知っていれば時間内で解ける・・・いや、そんなこと言ったら技術系の資格試験は全部そうだぜ。解き方を知らないと時間内で解くことは無理だろよさ。どーよ。なにがよ。

で、マッハ・チェンダー干渉計は量子力学では反射の際の位相差など問題ではなくて(笑) 一個の光子が経路2つのうちの どちらかを通るのか、両方を通るのか といった摩訶不思議な疑問が出てくる。ここらは反射の際の位相差の話とは次元が違う難しさである。たぶん。

一個の光子は古典物理で言う一個の粒子ではない。光子は波動性・粒子性の二重性を持つが波動性も粒子性も古典物理の波動・粒子とは違うなのです。じゃあなんだよ?  知るかよ。

光子の背後には波動関数という幽霊みたいなものが取り憑いていてな。その波動関数という幽霊みたいなものは2つの経路を同時に通るんだよ。そして出口のハーフミラーで干渉して一つのスクリーンに輝点をつくり、他方のスクリーンに輝点はできない。

じゃ、光子はどこを通ったのだよ、教えろよ バカタレ!!  というと、そういうのは聞くな、アホタレ!! とコペンハーゲンの親分が言ったらしい。光子は発射されると波動関数という幽霊みたいなもので表現されて、スクリーンで輝点を作った瞬間に幽霊は消えるようだ。光子がどこを通ってきたかを問うのは無意味だとさ。。。。 なんだよ、それ。

ワガハイは妄想するど。光子は発射されるとすぐに裏の世界に潜る。裏の世界の光子は表の世界の波動関数という幽霊によって制御されている。裏の世界の光子は表の世界からは見えない。だが、幽霊によって制御されている。幽霊がスクリーンに達すると裏の世界の光子を表の世界に引っ張り出す。
このように自然は表の世界と裏の世界があるのである。そこの連絡役が波動関数という幽霊である。。。どーよ、ワガハイの新解釈だ!!
だいたい物理学者は内部自由度とかいう妄想しているじゃん。内部自由度が無限大なので場の量子論は発散という問題を抱えているんだジョ・・・ そこだ。ワガハイは裏の世界を妄想する。どーよ、何がよ。
ワタクシにとって妄想を楽しむのも物理の楽しみの一つなのである。

ちなみに上のマッハ・チェンダー干渉計がらみの出題では設定でこれこれは考えないことにするとかの条件付きが増えたようだが、著者はそういう設定だとエネルギー保存則が守られないのでマズイと主張しているようだ。ここは大学入試なので出題は設定の元で解けば良いと簡単に考えるワイとは違う。ワイはどんぶり勘定が好きなのである。どーよ。なにがよ。知るかよ。
  ワイはハイゼンベルクの不確定性原理は どんぶり勘定 ではないかと思っている(笑)

posted by toinohni at 08:12
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