Стоит ли доверять квантовой механике в работе зеркал?
В этом видео объясняется, что фотоны не обязательно подчиняются законам отражения, и каждый фотон может пройти по любому возможному пути, чтобы достичь так называемого приемника черной дыры, и все пути имеют определенные вероятности, как показано на рисунке.
Но если это так, то почему мы видим определенную часть комнаты, когда стоим перед зеркалом, как на этой картинке? Разве мы не должны видеть, что даже углы комнаты стоят в одном положении? Но чтобы их увидеть, мы должны наклониться набок или повернуть голову.
Если математика утверждает, что вероятность существует, почему мы не наблюдаем ее в повседневной жизни? Поскольку этого никогда не происходит, не должна ли вероятность быть нулевой?
Изменить 1: возможно ли это когда-либо или есть ли какое-либо явление, когда мы видим эффекты (поднятые в вопросе), т.е. пути фотона не мешают нулю и, следовательно, имеют ненулевую вероятность? Как бы это выглядело ??
Редактировать 2: вышеупомянутый эффект более вероятен с изогнутым зеркалом (поскольку каждую часть сферического зеркала можно рассматривать как плоское зеркало)?
Ответы
Возможно ли это когда-либо, или есть ли какое-либо явление, при котором мы видим эффекты (поднятые в вопросе), т.е. пути фотона не мешают нулю, имеют ненулевую вероятность ?? Как бы это выглядело ??
Да, есть эксперименты, чтобы проверить это. С хорошими детекторами можно убедиться, что если края зеркал закрыты, это влияет на количество фотонов в детекторе. Это указывает на то, что пути обрезаются.
Более прямой способ увидеть, проходит ли свет по всем путям, - это изменить отражательную способность зеркала так, чтобы некоторые части не отражались. Одним из таких изменений является создание альтернативного шаблона с высоким и низким отражением. По сути, делаем светоотражающую решетку.
Результатом такой узорчатой отсечки путей является то, что в детекторе появляется дифракционная картина. Указывает, что эффект суммируется для всех путей.
В квантовой механике мы имеем дело с амплитудами, а не напрямую с вероятностями. Амплитуды - это комплексные числа, вероятности - это квадрат этих амплитуд. То, что говорится на первой картинке, верно в том смысле, что каждый путь между источником света (назовите его A) и наблюдателем, возможно, вы (назовите его B), имеет ненулевую амплитуду. Однако дело в амплитудах в том, что они мешают. Назовем амплитуду, по которой фотон проходит определенный путь,$a[x(t)]$, где $x(t)$это путь, по которому он движется. Затем мы можем записать амплитуду фотона, покидающего точку A и достигающего точки B, как$$K(B,A) = \text{sum of $а [x (t)]$ over all paths between A and B }$$ В этой сумме, хотя $|a[x(t)]|$может быть одинаковым для всех путей, при их добавлении вы можете получить ноль. Это так же, как$|-1| = |1|$ и $1-1 = 0$. Вот почему вы видите в зеркале только одни вещи, а другие нет. Просто для объектов, которые вы не видите, суммарные амплитуды всех возможных путей дают ноль. При расчете вероятности того, что фотон покинет точку A и достигнет точки B, вы возьмете квадрат$K(B,A)$, так что если $K(B,A)$ равна нулю, вероятность равна нулю.