เราควรเชื่อถือกลศาสตร์ควอนตัมในการทำงานของกระจกหรือไม่?

Question

ในวิดีโอนี้มีการอธิบายว่าโฟตอนไม่จำเป็นที่จะต้องปฏิบัติตามกฎของการสะท้อนและโฟตอนแต่ละตัวสามารถใช้เส้นทางที่เป็นไปได้เพื่อไปยังเครื่องรับหลุมดำที่เรียกว่าและเส้นทางทั้งหมดมีความน่าจะเป็นบางประการดังที่แสดงในภาพ

แต่ถ้าเป็นเช่นนั้นทำไมเราจึงเห็นพื้นที่บางส่วนของห้องเมื่อเรายืนอยู่หน้ากระจกเหมือนในภาพนี้? เราไม่ควรเห็นแม้แต่มุมห้องที่ยืนอยู่ในตำแหน่งเดียวกันหรือ? แต่หากต้องการดูเราต้องเอียงข้างใดข้างหนึ่งหรือขยับศีรษะ

ถ้าคณิตศาสตร์บอกว่าความน่าจะเป็นมีอยู่จริงทำไมเราไม่สังเกตมันในชีวิตประจำวันล่ะ? เนื่องจากมันไม่เคยเกิดขึ้นความน่าจะเป็นจึงไม่ควรเป็นศูนย์?

แก้ไข 1:เป็นไปได้หรือไม่หรือมีปรากฏการณ์ใดที่เราเห็นผลกระทบ (ยกขึ้นในคำถาม) กล่าวคือเส้นทางของโฟตอนไม่รบกวนศูนย์และด้วยเหตุนี้จึงมีความน่าจะเป็นที่ไม่ใช่ศูนย์ ?? จะเป็นยังไง ??

แก้ไข 2: เอฟเฟกต์ที่กล่าวมาข้างต้นมีแนวโน้มที่จะเป็นไปได้มากกว่าด้วยกระจกโค้ง (เนื่องจากแต่ละส่วนของกระจกทรงกลมสามารถคิดว่าเป็นกระจกระนาบได้) ??

Answer 1

เคยเป็นไปได้หรือไม่หรือมีปรากฏการณ์ใดที่เราเห็นผลกระทบ (ยกขึ้นในคำถาม) เช่นเส้นทางของโฟตอนไม่รบกวนศูนย์มีความน่าจะเป็นที่ไม่ใช่ศูนย์ ?? จะเป็นยังไง ??

ใช่มีการทดลองเพื่อยืนยันสิ่งนี้ ด้วยเครื่องตรวจจับที่ดีสามารถตรวจสอบได้ว่าหากปิดขอบกระจกไว้จำนวนโฟตอนที่เครื่องตรวจจับจะได้รับผลกระทบ สิ่งนี้บ่งบอกถึงเส้นทางที่ถูกตัดออก

วิธีที่ตรงกว่าในการดูว่าแสงเข้าทุกเส้นทางหรือไม่คือการเปลี่ยนการสะท้อนของกระจกเพื่อให้บางส่วนไม่สะท้อน การเปลี่ยนแปลงอย่างหนึ่งคือการสร้างรูปแบบทางเลือกของการสะท้อนแสงสูงและต่ำ ทำตะแกรงสะท้อนแสงเป็นหลัก

ผลลัพธ์ของการตัดเส้นทางที่มีลวดลายนี้คือรูปแบบการเลี้ยวเบนจะปรากฏในตัวตรวจจับ ระบุว่าเอฟเฟกต์สะสมของเส้นทางทั้งหมด

Answer 2

ในกลศาสตร์ควอนตัมเราจัดการกับแอมพลิจูดไม่ใช่ความน่าจะเป็นโดยตรง แอมพลิจูดเป็นจำนวนเชิงซ้อนความน่าจะเป็นคือกำลังสองของแอมพลิจูดเหล่านี้ สิ่งที่ภาพแรกบอกว่าเป็นความจริงในแง่ที่ว่าทุกเส้นทางระหว่างแหล่งกำเนิดแสง (เรียกว่า A) และผู้สังเกตการณ์บางทีคุณอาจ (เรียกว่า B) มีแอมพลิจูดที่ไม่ใช่ศูนย์ อย่างไรก็ตามสิ่งที่เกี่ยวกับแอมปลิจูดก็คือมันรบกวน เรียกแอมพลิจูดว่าโฟตอนใช้เส้นทางที่แน่นอน$a[x(t)]$, ที่ไหน $x(t)$คือเส้นทางที่กำลังดำเนินไป จากนั้นเราสามารถเขียนแอมพลิจูดของโฟตอนเพื่อออกจากจุด A และไปถึง B เป็น$$K(B,A) = \text{sum of $ก [x (t)]$ over all paths between A and B }$$ ในผลรวมนี้แม้ว่า $|a[x(t)]|$อาจเท่ากันสำหรับทุกเส้นทางเมื่อคุณเพิ่มเข้าไปคุณจะได้ศูนย์ ซึ่งเป็นไปในทางเดียวกันกับที่$|-1| = |1|$ และ $1-1 = 0$. นี่คือเหตุผลที่คุณเห็นบางสิ่งในกระจกเท่านั้น แต่ไม่เห็นสิ่งอื่น สำหรับวัตถุที่คุณมองไม่เห็นแอมพลิจูดจากเส้นทางที่เป็นไปได้ทั้งหมดรวมกันแล้วจะให้ศูนย์ เมื่อคำนวณความน่าจะเป็นที่โฟตอนจะออกจาก A และถึง B คุณกำลังสอง$K(B,A)$และถ้า $K(B,A)$ เป็นศูนย์ความน่าจะเป็นเป็นศูนย์