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Titolo: esp. 2 fenditure: elettroni illuminati

 
Sappiamo che nell'esperimento delle due fenditure con elettroni (anche singoli, cioè inviati uno per volta) si forma, dopo tempo sufficiente, una figura d'interferenza sullo schermo rivelatore. 
 
 
 
Sappiamo inoltre che se illuminiamo gli elettroni all'uscita delle fenditure, prima che questi colpiscano lo schermo, nel tentativo di individuare da quale fenditura essi escono, la figura d'interferenza non si forma più (la figura è simile a quella che si avrebbe se si usassero delle palline macroscopiche). 
 
Secondo voi è corretto interpretare il fenomeno nel modo che riporto qui sotto? 
 
 
"when we send light to the electron it changes its momentum and this causes the interference pattern to change slightly if we use low frequency light and greatly if we use a high frequency light."  
 
--
Wakinian Tanka 


 
La classificazione della lunghezza d'onda in "elevata" o "piccola" va fatta in rapporto alla distanza delle due fenditure.
 
Lunghezze d'onda elevate non consentono di individuare la fenditura di passaggio (interferenza). Lunghezze d'onda piccole consentono di definire la fenditura di passaggio ( non interferenza)
 
ReBim

 definire la fenditura di passaggio (non interferenza)
No, non c'entra.
Puoi sempre disporre l'esperimento in modo che la luce illumini una sola
fenditura.
Ci vorrebbe una figura, ma forse ci arrivi...
 
 
-- 
Elio Fabri

 
http://www.sagredo.eu/articoli/fqss-2015.pdf
 
Mi sono reso però conto che quel rif. (una lettera al "Giornale di
Fisica") è difficilmente comprensibile, proprio nella parte che qui
interessa, perché fa uso di una figura dell'articolo al quale la
lettera risponde.
L'articolo è citato in [1] nell bibliografia,
 
Dato che la lettera è stata pubblicata sulla stessa rivista, per il
lettore non c'è problema, perché sarà abbonato e avrà il numero dove
trovare l'articolo e la figura.
Ma chi legga il mio post e abbia voglia di seguire per bene il
ragionamento, con alta probabilità non avrà accesso alla rivista.
 
Presumo che gli interessati non saranno più di due o tre :-)
Se mi chiedono copia della figura la manderò in privato (per non
infrangere copyright).
 
 
-- 
Elio Fabri


Grazie della risposta. 
 
--
Wakinian Tanka

 accesso (e nemmeno all'esperimento di Zhou-Wang-Mandel).
In realtà basta saper cercare...
 
http://www-5.unipv.it/dida-pls/Dispense%20feynman/QM5.html
 
 
Leggendo lì potrai anche capire meglio la mia critica (che tu la
condivida o no).
 
 
-- 
Elio Fabri

 Elio Fabri
 
 
Eppure continuo a pensare che la lunghezza d'onda della luce incidente abbia rilevanza sull'interferenza. ( illuminando anche una sola delle due fenditure )
 
Se così non fosse potrei pensare, al limite, ad una onda lunghissima ( qdm piccolissima) fino al punto di risultare trascurabile rispetto alla qdm dell'elettrone.
In questo caso come pensare che un'interazione trascurabile possa determinare l'esistenza o meno di interferenza?
ReBim

 determinare l'esistenza o meno di interferenza?
Tu continui a pensare che tutto dipenda dall'interazione tra elettrone
e fotone.
Ma non è così.
Nel corso di questo thread avevo segnalato l'esper. di Zhou, Wang,
Mandel.
Se tu l'avessi guardato (e studiato) sapresti che è stato concepito
apposta per mostrare che l'interferenza può esserci o no anche se non
si fa nessuna osservazione sugli oggetti che interferiscono (fotoni in
questo caso).
E sapresti anche che in quel caso c'è chi ricorre a un'altra idea:
*l'informazione* che l'osservatore ha sul sistema.
E avresti visto che l'ho criticata (peraltro senza convincere gli
autori che critico).
 
Ma torniamo all'ipotetico epser. delle due fenditure, come te l'ho
proposto io, ossia con fotoni di piccolo impulso, che però illuminano
una sola fenditura.
La vera difficoltà che ci sarebbe è un'altra: occorre disporre di
rivelatori *di singoli fotoni* di bassa energia.
Non è una difficoltà di principio, forse (non ne sono certo).
Se tu avessi quei rivelatori, saresti in una situzione simile a quella
di Zhou ecc.: non c'è disturbo apprezzabile sugli elettroni, e questi
non vengono "osservati" direttamente.
Quello che conta è se ci sono i rivelatori oppure no.
Non perché servano a dare *a noi* informazione, ma solo perché sono
altre parti del sistema, che alla fine dell'esper. si trovano in uno
stato o in un altro a seconda che abbiano o no rivelato il fotone.
 
Un principio base è che non puoi distinguere stati finali che
differiscono tra loro solo per quanto rigarda il cammino intermedio.
Ma se ci metti i rivelatori, non hai più una sovrapposizione, perché
gli stati finali sono *diversi*.
 
C'è anche un'altra difficoltà nell'esperimento: vediamo.
Supponi dapprima di usare un solo fotone, che illumina una sola
fenditura (e quindi anche un solo rivelatore).
Puoi ragionare così: so da quale fenditura è passato l'elettrone, a
seconda che il rivelatore abbia mostrato che il fotone è stso diffuso,
oppure no.
 
Questo va bene se il rivelatore ha efficienza 100%: infatti se il
rivel. non scatta, sono certo che non ha ricevuto il fotone, quindi
l'elettrone è passato dall'altra parte.
 
Ma se l'efficienza è inferiore, ci saranno casi in cui il fotone
arriva sul rivelatore, ma questo non scatta, traendoti in inganno...
Per il principio che ho detto prima, non puoi distinguere
- se l'elettrone è passato della fenditura B (quella senza fotone)
- o se è passato da A, ma il rivelatore non ha rivelato il fotone
diffuso.
Siccome non possiamo distinguere, perché lo stato finale è lo stesso,
qui avremo interferenza.
Se l'efficienza è del 50%, in metà dei casi avrai interferenza e
nell'altra metà no, quindi vedrai sulla lastra delle frange che hanno
massimi e minimi meno netti (i minimi non sono a zero).
Se l'efficienza è molto alta, le frange saranno quasi invisibili.
Se è molto bassa, saranno ben nette, come se il rivelatore non ci
fosse.
 
Se gli sperimentali ci dicono che è assai difficile costruire
rivelatori ad alta efficienza per fotoni di piccolissimo impulso, ecco
che le frange le vedremo sempre.
Ma non perché il fotone disturba poco l'elettrone: solo perché non
siamo capaci di rivelare il fotone...
 
Naturalmente anche se usi *due* rivelatori non hai risolto niente,
perché se l'efficienza è bassa, nella maggior parte dei casi nessuno
dei due rivelatori scatterà, e si vedranno sempre le frange.
 
 
-- 
Elio Fabri

 autori che critico).
 
 
In effetti l'esperimento può essere interpretando affermando che,anche in assenza di disturbo, l'acquisizione di informazione su un sistema ne modifichi il comportamento
 
La figura di interferenza non sparisce per una perturbazione sull’oggetto quantistico attribuibile all'apparato sperimentale, ma a causa della riduzione dei cammini possibili dovuta all'informazione acquisita.
 
 
Tu inietti il concetto che nei due casi ( interferenza e non interferenza ) si tratta di due apparati sperimentali diversi, e che quindi è logico aspettarci due risultati diversi.
 
In effetti l'affermazione è inoppugnabile. Ma bisognerebbe chiarire, in generale, quali siano le caratteristiche di un apparato che esprima interferenza, e quali no.
 
Continuo, più debolmente, a pensare che tutto dipenda da un disturbo sull'elettrone.
Per le ragioni che seguono.
 
Ad ogni bit di informazione è associabile una quantità di energia
( la conoscenza di quale fenditura è stata attraversata costituisce un bit di informazione).
 
Ad esempi, se io conosco in quale parte di un pistone mobile è presente una molecola posso usare questa informazione per sollevare un peso, per produrre lavoro.
Landau propose, a mezzo di un ragionamento perverso, la quantità minima di lavoro che è possibile estrarre da un bit di informazione.
 
Partendo da ciò, devo pensare, che potrei, per mezzo di qualche astruso meccanismo associato allo schermo su cui arrivano gli elettroni, estrarre più energia dalla configurazione senza interferenza rispetto a quella con interferenza.
Ma allora, chi ha trasferito il delta di energia agli elettroni, se non un'interazione?
In effetti potremmo associare alla massa, all'energia ed all'informazione la stessa unità di misura, essendo aspetti della stessa "sostanza".
 
ReBim