诡异的电子双缝干涉实验,单个电子到底是如何同时穿过双缝的?

宇宙时空 2024-06-07 14:27:42

电子双缝干涉实验,或许是人类科学史上最诡异的实验,相信大家多少都了解点。不过,网络上对于这个实验的描述,很多都夹杂了明显的主观色彩,结果导致很多人误解这个实验。下面就和大家一起探索电子双缝干涉实验的前世今生,尽可能地以通俗的方式讲述实验的真面目。

实验道具和过程都不复杂。一个电子发射器,一块拥有两条狭缝的挡板,还有一个接收屏幕。只需要朝向挡板不断发射电子,然后观察屏幕出现的条纹就可以了。

不过这以上只是理论上的描述,具体实验过程是相当复杂的,要想做好实验难度非常高,需要排除很多外界干扰,同时必须保证挡板上的狭缝尺度与电子波长相当,否则实验很可能失败。

虽然难度很高,但科学家们很聪明,他们有的是办法,这里就不再详述具体的实验准备了,总之科学家就做过很多电子双缝干涉实验实验了,而且有很多不同的版本。

下面简单讲讲不同实验版本的具体过程。

一开始,科学家将电子流不断发射到挡板上,随着电子的增多,屏幕上呈现出多条干涉条纹。科学家们很困惑,电子是实在的粒子,怎么可能会出现干涉条纹?出现干涉条纹意味着电子具有波动性,在穿过狭缝之后互相发生了干涉。

之后科学家们不断升级实验,就是想知道电子是怎么发生干涉的。

升级版本一,单电子实验。一开始科学家发射的电子束,这次改用单个的电子,一个一个地发射到挡板上。科学家们想,这次肯定不会再有干涉条纹了。

但科学家们万万想不到,干涉条纹仍然出现了。这就无法解释了,如果说之前的实验中很多电子穿过狭缝后会互相干涉,这次的单个电子怎么可能发生干涉现象呢?除非单个电子同时穿过两条狭缝,然后自己与自己发生了干涉。于是科学家们决定再次升级实验。

升级版本二,单电子延迟实验。在挡板后面安装探测器,亲眼观看单个电子到底是如何同时穿过两条狭缝的。不过这里的探测器并不是我们经常看到的“摄像头”,而是利用光电感应效应安装一种装置,这种装置能感应到电子,具体就不再详述了。总之能感应到电子到底穿过了哪条狭缝。

结果更匪夷所思的现象出现了,一旦科学家实施观测,干涉条纹就消失了。不再观测时,干涉条纹再次出现。科学家们更是疯狂了,于是又对实验进行了升级。

升级版本三,量子擦除实验。实验具体过程比较复杂,主要利用量子纠缠量子互补等基本量子理论,进行的干涉仪实验。

通俗来讲是这样的,在确认屏幕上可以产生干涉条纹的情况下,小心翼翼地观察电子,不打扰电子的运动。

但结果显示,干涉条纹同样会消失,是因为获得“路径信息”而消失的。通过特别的程序,可以将路径信息擦除,但也可以重新得到干涉条纹。

同时,实验还证实了无论“路径信息”被擦除的时间是在电子被探测前还是探测后,干涉条纹都会重现。

这说明了什么?说明电子的行为完全颠覆了因果律,结果可以影响到原因。

如果说之前的实验版本是因为科学家们的观测让电子的状态发生了坍缩,从波动性坍缩为粒子性,那么量子擦除实验完全不能理解,因果律都被颠覆了,这也太疯狂了!

网络上对电子双缝干涉实验最大的误解在于“意识影响实验结果”。观测确实影响了实验结果,那是因为观测的过程势必会有光子与电子发生相互作用,但这里的观测是实实在在的微观粒子之间的行为,与人类意识没有任何关系。

如果说人类意识能影响实验结果,根本不用那么多的实验版本。所以说所谓的“意识影响实验结果”完全就是主观臆断,没有任何依据,是对实验的严重误读,也造成了很多不明真相的吃瓜群众盲目跟风,结果以讹传讹,把电子双缝干涉实验传得越来越邪乎。

就目前来看,科学家们并没有揭开电子双缝干涉实验背后真正的本质,电子具有波粒二象性是实验的答案,但并不是全部答案,因为波粒二象性也不能解释电子违反因果律的诡异行为。

随着人类对微观世界的深入探索,可以肯定的是,科学家们肯定会带来让我们更加震撼的实验结果,我们就拭目以待吧!

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评论列表

Ydccaep

Ydccaep

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2024-08-01 21:37

悖论斯坦五大骗术V2:: ——1.蔑视自然创造反公理假说(骗),由反公理假说演绎方程(骗),号称证明全称假说命题(骗)。 ——2. 数学假装物理,创造虚幻数学“物理概念”,破坏基本概念和认知体系。搞些莫名其妙的虚幻数学“相对时空”数学“质量”数学“能量”。相对速度是无穷多的,哪有高低速之分?还编造一个绝对速度钉子户?力与质量需要宏观微观两套规则? ——3. 以必然有不确定性的观测精度攻击确定性的引力公理,以必然有的认知进化祸害绝对真理。以宏观现象为基础的电磁理论描述微观粒子电磁行为明显不足,两朵乌云不奇怪,他却借机破坏伽利略变换! ——4. 指鹿为马,指马为鹿,“波粒二象性”,破坏认知自然的最核心根基——确定性。狗都认识自己的主人知道真假,不搞二象性。 ——5. 无中生有创造假说(鬼),用解释稀奇谎称证明且无耻于悖论(已有效证伪),却要求别人证明没有鬼,搞万能骗术!!!………水星进动证明的大笑话:(A).号称证明全称公设是欺骗。 (B).忽视了水星的电磁力等等影响因素(1974地外水星探测),居然弄出高精度?活见鬼还是见活鬼?(科学求真需要批判精神,绝不能包容谬误欺骗!)

Ydccaep

Ydccaep

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2024-08-17 01:07

理论物理学进展缓慢(倒退)的原因::::: (1)有不少观念认为,先创造假说~再验证证明,就是科学。这其实是一种悖论斯坦式两头骗术!!!假说认知自然有任何成功先例吗?数字文字概念符号包括几何公设(黎曼欧几里得),都是经验的理想化抽象(所谓形而上学当然也是唯物主义),不预测任何真实,用于表达真实。与假说根本不同。………光速不变假说预测真实显然不能冒充公设,它不仅创造假说,还违背相对速度公理。(2)悖论斯坦的号称证明也是骗术!!!自然规律是全称命题,象万有引力定律一样,证伪当然有效,证明/证实当然无效,一天证明10000次也没用,号称证明当然是斯坦骗术。牛顿自然哲学的观点是观测归纳,还是必要充分真实的归纳,明确反对创造假说!!!创造假说号称证明,是悖论斯坦蔑视自然欺师灭祖的狂妄骗术。祸害时空观,祸害质量能量物理概念,祸害自然认知方法。。。 (3)悖论斯坦骗术已经成了一种十分强大的科学时髦。实在是恐怖和难以理解的!!! (4)倒退是指创造假说泛滥,攻击已有物理公理物理概念和认知方法,以认知进化否定绝对真理,祸害哲学。 ………骗子太多,到处造神鼓吹悖论骗子,国家必然倒霉!

Ydccaep

Ydccaep

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2024-08-17 01:08

粒子双缝干涉条纹太简单了,都是必然!!!电子光子都是带电的。材料边缘宏观电中性,亚原子微观有正电区也有负电区密集分布,受引力的和受斥力的大量光子当然会分裂成条纹,单个粒子位置唯一确定,大量粒子位置是一个分布。没有粒子同时穿越两条缝的需要。边缘衍射条纹是同样的道理。………水波/沙丘波都不是波,是有质量的物质运动,波是虚幻概念,无质量也没用力作用也没有能量。无源场也是著名的虚幻。

Ydccaep

Ydccaep

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2024-08-01 21:38

波与场的研究都是数学当物理,捉影弄鬼之术:::波只是一种粒子宏观时空分布不均匀,水波/沙丘波到处都有,是粒子构成的,有波粒二象性???波是一种物质???以干涉衍射现象否定光是粒子,又去解释粒子干涉衍射,不是笑话是什么???破坏了认知自然的核心根基“确定性” ………场::只能由源完全确定,不可观测(源力不是场力,源能量不是场能量),不必要的,无质量无运动的多余虚幻想象。……地球场给你引力,你给地球场引力,然后地球场给地球引力。这是笑话!!!~~~场与波都是捕风捉影之法,意义很小,破坏巨大。……伟大的赫兹证明电磁波的实验,激励源都是电火花,感应接受也是电火花,显然是光子动能传播与光电效应,用了电磁波来解释而已。电磁波理论(尚未发现电子)只是基于宏观电磁观测的有用的数学方法,质量与力才是宏观微观物质世界的唯一根本,两朵乌云当然都是电磁理论的谬误,祸害牛顿何益?一个具体问题::电流磁场与电子磁矩啥关系???

正信龙天

正信龙天

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2024-09-02 07:09

微波粒函凭意态,纠缠态远各牵肠!

宇宙时空

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