量子インタラクティブ

量子オブジェクトは、巨視的なものの私たちの毎日の経験と矛盾している行動を表示します。 我々は、現実の特定の側面を記述するためにしばしば呼び出される三つの一般的なモデルを区別する。

粒子モデル

粒子は、境界が明確に定義された小さな、あるいは点のような物体を視覚化するために、しばしばボールとして表されます。

それらの識別性は異なる色で表されます。 粒子を計数することができる。

古典的な粒子は局在化することができます。 任意の時点で、彼らは原則的に知ることができる特定の場所にいます。 彼らはあまりにも、明確に定義された運動量を持っています。 ニュートン力学のモデルの中で、正確な初期条件が与えられていれば、将来どこで粒子を見つけるかを正確に予測することができます。

波

波は空間的に拡張され、周期的な現象です。

古典的な波のモデルでは、それらの強度は連続的に変更することができます。

実際には、古典的な波でさえ非常に多くの個々の粒子で構成されています：水の波は非常に多くの分子の集団運動の結果です。 一つと同じ波の中で、異なる粒子は異なる場所にあり、異なる運動量で移動する。

二つの部分波が互いに重畳するとき。 二つの波紋の出会いは、さらに大きな紋（建設的な干渉）につながります。 クレストがトラフと重なると、二つの波形が互いに打ち消し合うことがあります（破壊的干渉）。

量子物理学

量子物理学では、粒子に正確な位置も正確な方向も割り当てることはできません。しかし、運動量\(p\)を持つ位置\(x\)で量子物体を見つける確率は、量子力学的波動関数\(|\psi(x,p)|.2\)の絶対二乗から予測することができます。

任意の時点で、この確率はいくつかの広く分離された位置でゼロ以外の値を仮定することができます。 その場合、オブジェクトは非局在化されており、空間内で明確に定義された単一の位置を割り当てることはできないと言います。

しかし興味深いことに、その量子物体上の任意の位置測定において、我々は単一および全体の物体を見つける。 質量、エネルギー、電荷または分極性などのその特性は、常にこの1つの物体に統一されており、より広い領域の空間に希釈または塗抹されていません。

自由進化では、量子物体はシュレーディンガーの波動方程式に従って伝播する。 しかし、それらは無傷の粒子全体としてそれらの環境と相互作用する。

私たちの研究室では、分子ビームを作成し、検出器に到着する分子を一つずつ観察することができます。 3つのモデルのうち、どれが観測値を最もよく表しているのでしょうか。