二重スリットの干渉縞

質問

物理学にど素人なのですが，こんな空想をしてみました。
皆さんのご意見をお聞かせください。
二重スリット実験に出来る干渉縞は粒子や波が到達する前に，検知器に
おいて既に発生していたらと考えました。
粒子を打ち出した瞬間に空間に波動・歪みが生じて，粒子の到達前に
波動の干渉の方が先に到達していて，その空間の斥力の弱い部分に粒子が多く集って到達して縞模様を描くという考えなのですが・・・
私には粒子が同時に波であるというのはどうしても分かりません。
マクロ的ですが宇宙には銀河の集まりが泡状になっているそうです。
これも宇宙が誕生した時の空間の歪みの現われではないでしょうか？
空間の歪みの三次元的縞模様といった感じです・・・
物質が空間を歪め，空間の斥力が物質を位置づける，或いは物質とは
空間の歪みそのものなのか・・・
もうだいぶゴチャゴチャしてきました。
誰か助けてください。
お願いします。

回答No.1

sanori · ベストアンサー

こんばんは。
空想するのは、よいことですね。
それが正しくても間違っていても、物理学を学ぶエネルギーとなることでしょう。

＞＞＞二重スリット実験に出来る干渉縞は粒子や波が到達する前に，検知器において既に発生していたらと考えました。粒子を打ち出した瞬間に空間に波動・歪みが生じて，粒子の到達前に波動の干渉の方が先に到達していて，その空間の斥力の弱い部分に粒子が多く集って到達して縞模様を描くという考えなのですが・・・

いえ。そんなことはないですよ。
干渉縞は斥力がもたらすものではなく、光が到達した結果、できるものです。
光は粒子なので、１個の光が干渉縞の明るいところ全てに行き渡ることは無理です。
しかるに、干渉縞の明線とは何かと言えば、それは、
「光が到達する確率が高い場所」です。
多数のフォトンが光源から供給され、多数のフォトンがスクリーンに到達した状態を「統計的に」見ていることになります。
そして、驚くなかれ。
干渉縞というのは、１個のフォトンが自分同士で干渉している結果なのです！！！
（何かの読み物で、ファインマン先生の量子電磁力学の話を勉強されるとよいと思いますよ。）

＞＞＞私には粒子が同時に波であるというのはどうしても分かりません。

それは当然です。初めて聞いた人がすぐ信じられるわけがありません。
人間の五感ではわからない世界なのですからね。
しかし、粒子と波の二面性を持っていることを基礎として計算された結果が、身の回りで起こっている、人間の五感でわかる現象を、ことごとく、うまく説明できているわけです。
そこで初めて信じ始めることができると思います。

＞＞＞マクロ的ですが宇宙には銀河の集まりが泡状になっているそうです。これも宇宙が誕生した時の空間の歪みの現われではないでしょうか？空間の歪みの三次元的縞模様といった感じです・・・
物質が空間を歪め，空間の斥力が物質を位置づける，或いは物質とは
空間の歪みそのものなのか・・・

これは、まだ証明されていないですけれども、ダークマターのなせるわざであったと考えられています。
http://www.nikon.co.jp/main/jpn/feelnikon/discovery/light/chap01/sec02.htm

以上、ご参考になりましたら。

お礼

丁寧なご返事ありがとうございました。
一個のフォトンが自分同士で干渉している、という現象は凄いですね。
また、悩ましい空想に陥りそうです。
量子論の基礎から学べばきっと理解できるのでしょうが、もう年ですし
このへんで止めておこうと思います。
宇宙のダークマターの事も面白いですね。
非日常的な世界の事をあれこれと勝手に空想するのは楽しいのですが
素人の悲しさで予備知識がないまま思い描くのは滑稽ですね。
でも、たぶん間違っているだろうと思いつつも、あれこれ思い描くのは
やはり楽しい事なんですね。
頭の中が縞模様になりそうな感じです。
また、おかしな質問をするかもしれませんが宜しくお願いします。
ありがとうございました。

回答No.4

eroermine

なぜ率直に電子が分裂すると考えなかったのか不思議なのですが・・

補足

そうですね、電子が分裂なんて・・・
思ってもみませんでした。
実は正直に言うと、以前にコンノケンイチという人の空間論に興味を持っていまして、空間そのものが物であり、物質により空間が歪められて
重力が発生するという考え方が素人の私には大変面白かったのです。
二重スリットの向こう側に空間の歪みが到達前にできていたら・・・
歪みが伝わる早さは超光速？なのかな～・・・
などと愚かな空想を巡らしていたのです。
確率により物質が存在するするというのは、あの世の科学のように思えたのです。
電子のみならず原子や分子の実験でも同じ結果を生むのであれば、素人にももっと簡単に説明のつく、法則の何かがあってもおかしくはないとも思えたのです。
量子論がもっと一般化すれば私のような素人もいなくなるのかもしれませんね・・・・・

回答No.3

boson

ドブロイが始めた「パイロット解釈」を、通常の量子力学で得られる結果と矛盾が無いようボームが定式化したものが
「ボーム解釈」
http://en.wikipedia.org/wiki/Bohm_interpretation
です。

通常の量子力学では
「波動関数の干渉によって縞模様ができる。」
と解釈するところを、ボーム解釈では
「粒子が『量子ポテンシャル』から力を受けて移動することにより縞模様ができる。」
と解釈します。

一般向けの解説は、

日経サインエス別冊112
「量子力学のパラドックス」
http://www.nikkei-science.com/item.php?did=51112
http://www.nikkei-science.com/page/sci_book/bessatsu/b-ryousi/ryousi-maegaki.html
http://www.nikkei-science.com/page/sci_book/bessatsu/b-ryousi/ryousi-mokuji.html
の最後の章「もうひとつの量子力学」D.Z.アルバート

「ゼロから学ぶ量子力学」 竹内 薫 著　講談社 刊
http://www.amazon.co.jp/dp/4061546511/
http://shop.kodansha.jp/bc2_bc/intro_idc.jsp?id=26827
●3章　デザートで口なおしをする――量子論余話
3．1．　もう1つの量子力学

お礼

ありがとうございました。
皆さんからのご返事をいただいて、ほんの少し整理がついたような思いがしています。（錯覚？）
え～と、確率があって波があって縞ができる・・・
到着するまでは波で、到着すると一つになる・・・
粒子は波としてふるまう・・・
え～と、どうして波としてふるまうのか・・・
波動関数やら確率解釈やら・・・等々
どうやらだいぶ現実離れした迷路のような中に入りこんでしまったような感じがしてきました。
ガリレオが、それでも地球は回っている、と言ったように観測や実験の結果が真実なのでしょう。
日常的感覚と真実とでは全く違う事も多いものです。
太陽が回っていると普通に思うのも真実だし、地球が回っているのも確かな真実です。
まあ私は、太陽が回っていると気楽に思う事にします。
素人が非日常的世界を覗くのは疲れない程度にしておくのが無難なのかな～・・・なんて思います。
教えていただいた本を後で読んでみようと思います。
ありがとうございました。

回答No.2

SortaNerd

その考え方は「パイロット解釈」と呼ばれます。
パイロット波と呼ばれる粒子に先行する波を想定し、その波に粒子が乗って移動するという解釈です。
Wikipediaによれば二個以上の粒子の運動がうまく表せないようですが、あまりきちんとしたソースが見つからなくて詳しいことは分かりません。

なお、粒子が同時に波であるというのもあくまで解釈の一つであり、正しいと決まったわけではありません。
ただ単に一番もっともらしいというだけのことです。

お礼

ありがとうございました。
素人にも分かりやすい形で早く真実が解き明かされるといいですね。
人間ちょっと不思議な事があると、つい興味が湧いてあれこれと空想
してしまいます。
下手の横好きというやつですか。
解釈ではなく解決になれば・・・なんて思ってしまいます。
でも未知な事は未知として、あっていいのかもしれません。
ご返事をいただいて少し安心しました。
自分だけが理解できないのだろうか、なんて嫌悪感からちょっと開放されました。
ありがとうございました。