星塚研究所

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電子という粒子は存在しているのか?

1: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/05/15(金) 00:35:43 id:Khe4xdS0
電子見たことある人~ (..)ノ

8: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/05/15(金) 02:59:07
アインシュタインの先生が電子は宇宙に一つしかないと言った
その一つが光速で動き回り時空を越え、至る所の存在すると
10: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/05/15(金) 13:46:45 id:q8VEGAuR
>>8
それ言ったのファインマンの先生な。

9: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/05/15(金) 08:47:36 id:Yq7pHOQ/
全部、繋がっているってこと?
もしかして、それって僕と電子をつなぐ赤い糸?
15: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/05/15(金) 23:34:56 id:EUSDNHTD
普通の大人なら電子って粒があるのは常識だけど、それって誤解?
そもそも大きさ、どのくらいなんだろう。
陽子との質量比は教科書にも書いてあるけど大きさは書いてないね
17: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/05/16(土) 18:48:38
大きさって、電子がパチンコ玉みたいな存在だと考えてはいけない。
非常に微小な領域に、質量、電荷、スピンが集中している「モノ」が電子。
これを particle と呼んでも問題は無かろう。
particleの訳語が「粒子」なだけ。
18: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/05/16(土) 22:45:37
>>17
>質量、電荷、スピン
その分布ってみんあ一緒なの?
19: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/05/17(日) 01:09:26 id:SDIAL6t8
>>17
>非常に微小な領域に、質量、電荷、スピンが集中している「モノ」が電子。
まったくわかりません。
20: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/05/17(日) 01:27:11
>>18
不明。
つーか、集中している領域があまりにも小さいため、分布(内部構造)があるのかどうか、現時点では調べられない。

>>19
そうでもないよ。
23: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/05/17(日) 02:01:28 id:SDIAL6t8
なかってことは、殻かなにかの中に入ってるの?
27: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/05/17(日) 03:11:34
>>23
非常に微小な領域に収まっている、とゆーこと
「殻」はないと思われるが、内部構造があるのかどーかは不明
25: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/05/17(日) 02:30:18
電子は波であり粒子
何にも観測されてないとき、電子は波として存在し、その位置は何かが観測した時、確率によって決まる

ちなみに量子って物体は存在しないから
28: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/05/17(日) 03:15:24
>>25
未だにそんな、頭の悪いサイエンスライターがヒリ出したウソを信じてるバカがいるとは、情けない。
29: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/05/17(日) 07:26:31
コペンハーゲン学派って >>25 みたいなこと考えてたんじゃないの?
ちなみに現代人は、波とか粒子っていう概念が意味ない事を知ってるので

「波と粒子の性質を持つもの」=「量子」

と再定義してるわけだが。

38: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/05/17(日) 21:07:03 id:EeO9EwGM
現在の電子軌道計算や分子計算が、シュレーディンガー方程式のみの計算でほぼ足りている以上、一般的な認識としては電子=波でいいでしょ。
現状電子=粒子としても有益な結果は得にくい。

でも一般の波と違って電気素量e単位にしか分解できない波。
だから量子なわけだ。
43: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/05/18(月) 00:47:14
シュレディンガー方程式で計算できるから電子=波って、そんな無茶苦茶な。
39: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/05/17(日) 22:51:28
>>38
全然違うから

電子軌道計算w
シュレーディンガーww
シロート丸出しの**が知ったかぶりして間違えるのって、何が目的?
44: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/05/18(月) 00:47:35
>>38
最初の二行は合ってるけど残りがひどいな
46: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/05/18(月) 01:02:12
電子も波としても粒子の性質を持つし、>>38の一般的な認識としては、どっちもいいんじゃねーの
波動も量子も何とでも言える限り全然違うとは言えんな、俺は
49: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/05/18(月) 01:11:08
>>46
電子は粒子。
電子の振る舞いが波動関数で記述されるだけ。
これの区別がちゃんとできてないと「1個の電子が2個の穴を同時に通過する」みたいなウソを平気で信じるようになる。
50: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/05/18(月) 01:15:35
電子が粒子と確定されてるなら、電子の振る舞いを波動関数で記述する必要はないだろ
51: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/05/18(月) 01:19:20
粒子の位置と運動量が不確定だから、波動関数が必要なんだよ

67: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/05/21(木) 11:09:04
量子スレで
例えば、二重スリットに電子を1個だけ入射させる場合シュレディンガー方程式を解くと、スクリーン上には干渉縞の確率分布が得られる。
ところが、実際に実験を行って観測してみると、スクリーン上では1個の輝点になるだけで干渉縞にはならない。
つまり、「収縮」はシュレディンガー方程式では表せない。

しかしながら、電子を1個だけ入射させる実験を繰り返し行って観測すると、スクリーン上の輝点の位置の分布が干渉縞の分布と一致する。
シュレディンガー方程式に従うのは、観測の統計平均。
ってのがあったので粒子は存在してるってことでいいんでないの。
違うのかな。しろーとなんでわかりません。状態の重ねあわせじゃなくて、統計的に見ると変みたいな。
68: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/05/21(木) 22:07:43
観測の統計平均ってなんだ?
74: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/05/22(金) 08:15:32
電子を一個一個通していくと、二重スリットに観測装置を付けどちらか通ったか明確にしておくと干渉縞は現れず、二重スリットに観測装置を付ない場合は電子が上下を同時に通る重ね合わせの状態が起きて干渉縞が見られる。
ってことでOK?

76: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/05/22(金) 10:52:01
>電子が上下を同時に通る重ね合わせの状態が起きて
電子がどのように通過したのかは、何も言えない。
「同時に通過した」と「記述」すればうまく説明できるだけ。
80: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/05/23(土) 03:17:16
同時に通過した、と記述すれば現象を説明できるが、ホントに同時に通過しているわけではない。
これが古典力学とは違う、量子力学の考え方。
馬鹿なサイエンスライターの嘘を鵜呑みにしているとそれが理解できない。
81: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/05/23(土) 08:42:35
馬鹿なサイエンスライターって>>80のことか?

電子の2重スリットの実験で、観測装置やスクリーン上に点で残るのは、電子の衝突で反応したスクリーン上の原子の形。
原子が粒子なのは電子顕微鏡で明らかだしな。
だから、電子がぶつかって点の痕が出来たからって、電子が空間的に局在する粒子である証拠にはならないよ。

波動としてスリットを抜けてスクリーンまで広がった電子の波動場が、スクリーン上のある一個の原子とたまたま反応して、その原子の燃えかすみたいなのが結果見えているというのが素直な考え方だろ。
88: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/05/23(土) 21:58:36
>>81
電子が粒子である、という証拠はないが、原子と絶対に1対1で反応する、というのをもって十分に粒子的性格をもっている、
といえないか?

あ、「たまたま」1つの原子と反応するんだっけww

あと、原子も波動性を帯びてるけどな。
89: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/05/23(土) 21:59:46
そうそう、フラーレンC_60あたりも波動性を帯びてることが実験で示されているので、顕微鏡うんぬんは勘弁な。
101: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/05/27(水) 17:33:13
(×)波でもないし、粒でもない
(◯)波の性質をしめす、粒
106: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/05/27(水) 22:02:20
>>101
> 波の性質をしめす、粒
粒かあれ?粒の定義によるだろうけど。
あんなよくわからない挙動を示すものを粒とよんでいいんだろうか。
検出するときは粒みたいにみえるけど。
107: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/05/27(水) 22:31:24
物質波は、何らかの力(の変化?)を受けると収束するってことでいいの?
観測がどうのじゃなくて。

111: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/05/28(木) 19:01:05
>>106
>あんなよくわからない挙動を示すものを粒とよんでいいんだろうか。
particleと呼べばぁ?

>>107
「物質波」って、空間に存在するわけじゃなくて、脳内の記述。
単なる「記述」が何かと相互作用して力を受けることなど、ない。
118: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/05/30(土) 18:03:19
観測問題は量子デコヒーレンスで解決でいいの?
119: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/05/30(土) 23:30:45
>>118
具体的にどういう時にデコヒーレンスが起きるのかを何も説明してないから、観測という謎の現象をデコヒーレンスという謎の現象に言い換えただけで何の解決にもなってない
125: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/05/31(日) 12:16:50
ジョン・フォン・ノイマンは「人間のような意識を持った存在が観測した瞬間に収束する」という解釈を提示した。
この解釈によれば人間の眼はまだ「観測対象」であり、収束が起こるのは人間の脳においてである、ということになる。

127: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/05/31(日) 15:50:21
>>125
Neumann自身がどう考えてたのかは知らんが、Wignerの友人とかも含めて矛盾のない解釈として、自分の意識が状態を射影するというのはある

これだと、一応一切の矛盾は発生しない

126: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/05/31(日) 12:28:34
たとえば、電子の二重スプリットの実験で、片方の穴をふさぐ行為は、ふさがれなかった穴を通った、電子には全く影響を与えていない。
ただ重ね合わせ状態には影響を与えた。そして世界が分岐した。でOK?
ノイマンの観測の話はもはや疑似科学って事だね。
129: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/06/01(月) 11:36:27
>>126
「重ね合わせ状態」は脳内の記述。
2重スリットの観測装置が影響を与えるのは不可能。

もっと実験結果に素直になれば良いだろう。
片方の穴を観測装置でふさいで繰り返し実験を行えば、装置に入る電子と、空いている穴をスルーする電子が半々になる。
つまり、電子は必ず片方の穴を通過している。これが実験事実。

しかし、量子力学の本には、干渉縞ができるときに「電子が片方の穴を通過した」とは書いていない。
それは何故か?
答は簡単で、波動関数でうまく記述できないから。
「電子が片方の穴を通過する」のを波動関数で記述しようとすると、通過しなかった穴の位置における確率振幅をゼロにするしかない。
が、これは、境界条件で片方の穴をふさいでしまったのと同等になる。
これでは、干渉するはずがない。

穴が両方開いていて片方を通過した波動関数と穴が片方ふさがっていて残りを通過した波動関数がちゃんと区別できれば、「収縮」みたいなものは不要。
でも、波動関数にはそんな情報は無いから、いろいろ「解釈」が必要になる。
131: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/06/01(月) 19:34:52
>>129
>片方の穴を観測装置でふさいで繰り返し実験を行えば、
>装置に入る電子と、空いている穴をスルーする電子が半々になる。
>つまり、電子は必ず片方の穴を通過している。これが実験事実。
この実験からは、「どちらの穴を通過するか観測を行ったときには電子は必ずどちらかを通過している」という事実しか分かりませんよね。
つまり、観測を行っていないときに電子がどちらかの穴を通るか、両方通るか、両方とも通らないかは、この実験からは全く分からないのではないのですか?
132: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/06/01(月) 20:09:25
>>131
穴を通過した直後に観測装置を設置すれば良いだろ。
穴の後ろに観測装置が有るのか無いのか、電子には見えないからw
133: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/06/01(月) 21:21:36
>>132
穴その物ではなく、穴の後ろに観測装置を設置した場合、観測装置に引っかかった電子が確かにその前にある穴を通過した保証はどこにあるんですか?
もう片方の穴を通った電子が「回折」して観測装置に引っかかる可能性も十分ありますよね?
現に、観測装置を十分遠くに置いた系が二重スリット実験にほかならないですし。
135: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/06/02(火) 14:43:55
>>133
穴を通過したのか、それともどこから飛び込んできたのか、とゆー心配は、実験技術の問題だから気にするな。
開いている穴を通過したのではなくて、壁をすり抜けてきた可能性がある、と言っているのと同程度の「問題」だしw
141: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/06/03(水) 18:26:25
>>135
一体何を前提として、どういったロジックでそれを誤差として片付けられるのか全く分かりません。
穴を両方とも通過していたという仮定と、
>装置に入る電子と、空いている穴をスルーする電子が半々になる。
はどういう前提を措いて、その前提の下にどういう推論が行われれば矛盾するのですか?
暗黙に置かれている前提の中で論点先取が行われている可能性が十分にありますよね。
143: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/06/03(水) 20:23:59
>>141
それがそんなに気になるなら、導波路使った実験を考えれば済むだけだろ
144: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/06/03(水) 22:05:29
>>143
導波路使って同様な結果が出たとしても、そこからどうやって>>141の矛盾を導出するのですか?
暗黙のうちに、スリットを通過した時点で既に経路は決定しているという前提を措いて、その前提から推論を下して「片方の穴しか通過していない」という論点先取を行っているに過ぎないように見えます。

スリットを通過した段階で観測が行われていないとすれば、「スリットを通過した時点で既に経路は決定している」と仮定するのは変ではないですか?
例えば光子の偏光で言えば、Aspectの実験により「観測前から偏光は決定している」との仮定がおかしいということが示されましたよね。
146: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/06/03(水) 22:30:35
>>144
両方のスリット内に観測装置を入れてみればいいだろw
147: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/06/03(水) 22:47:15
>>146
そうすると、「観測を行ったときに片方の穴を通過している」ことは分かりますが、観測を行っていない時にどうなっているのかは結局分かりませんよね。
134: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/06/01(月) 23:28:21
>>132
その場合は干渉縞は生じないな。
当然のことながら(観測装置を置いても電子はそこで止まらないでスクリーンに届くとして)スリットの片方ずつを塞いだときの分布の合計になるだけだ。

128: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/05/31(日) 15:57:48
「ある場所に電子が来なかった」というのも観測結果だからな。
どんな解釈をとろうが、その中に「波動関数の収縮」という概念を含む限りは、

「電子を検出しない」ことによっても波動関数の収縮が生じる

と考えざるを得ないだろう。
もちろん多世界解釈みたいに「波動関数の収縮」という概念を全く必要としない解釈なら話は別だが。
187: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/06/04(木) 02:20:21
とゆーことで、

電子はいつでも2重スリットの片方を通過する。

が、波動関数でそのように記述すると現象を説明できないので、

「通過」に関してはアホになって何も語らないことにしてる

だけ。
波動関数で片方を通過したと記述すると、それはすなわち、片方のスリットを閉じたことに相当するから。
189: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/06/04(木) 02:27:06
片方の穴を通過しているのに、まるで波が両方の穴を通過したように振る舞う不思議な粒子が、電子。
とゆーのが、量子力学からの帰結。


参考文献

http://science6.2ch.net/test/read.cgi/sci/1242315343/