Si las ondas de Broglie no son ondas físicas, ¿cómo es posible la difracción de electrones?

Ah! Descubrió la locura de la mecánica cuántica. La respuesta a esto seguramente hará que su cabeza gire.

Para la difracción de electrones, debe tratar los electrones como paquetes de ondas, por lo que disparar electrones desde un cañón de electrones es como disparar paquetes de ondas, estos paquetes de ondas interfieren en las rendijas con otros paquetes de ondas (de otros electrones) que producen patrones de difracción (interferencia constructiva y destructiva) .

Cuanto más loco se pone:

Si de alguna manera pudieras disparar solo un electrón, entonces este electrón también exhibiría difracción.

La razón es esta: en las rendijas, el electrón se interfiere a sí mismo. O un electrón se divide en muchos electrones (el paquete de ondas de un electrón es la superposición de muchas otras funciones de onda del mismo electrón, esta expansión se obtiene mediante la serie de Fourier), interfiere con ellas (cada función de onda de la suma interfiere consigo misma). ), y emerge como una corriente de partículas (CUANDO NO SE HACE OBSERVACIÓN). Cuando se hace una observación, en las rendijas, ¡el electrón no muestra difracción! (cuando la función de onda se colapsa). Esto es de acuerdo con la interpretación de Copenhague.

Aquí están los principios de la Interpretación de Copenhague: (De Wikipedia).

  1. Una función de onda representa el estado del sistema. Encapsula todo lo que se puede saber acerca de ese sistema antes de una observación; no hay “parámetros ocultos” adicionales. La función de onda evoluciona suavemente en el tiempo mientras está aislada de otros sistemas.
  2. Las propiedades del sistema están sujetas a un principio de incompatibilidad. Ciertas propiedades no pueden definirse conjuntamente para el mismo sistema al mismo tiempo y lugar. La incompatibilidad se expresa cuantitativamente por el principio de incertidumbre de Heisenberg. Por ejemplo, si una partícula en un instante particular tiene una ubicación definida, no tiene sentido hablar de su impulso en ese instante.
  3. Durante una observación, el sistema debe interactuar con un dispositivo de laboratorio. Cuando ese dispositivo realiza una medición, se dice que la función de onda de los sistemas colapsa, o se reduce irreversiblemente a un estado propio del observable que se registra.
  4. Los resultados proporcionados por los dispositivos de medición son esencialmente clásicos, y deben describirse en lenguaje ordinario. Esto fue particularmente enfatizado por Bohr, y fue aceptado por Heisenberg.
  5. La descripción dada por la función de onda es probabilística. Este principio se llama la regla de Born, después de Max Born.
  6. La función de onda expresa una dualidad de onda-partícula necesaria y fundamental. Esto debería reflejarse en los relatos de los experimentos en lenguaje ordinario. Un experimento puede mostrar propiedades similares a partículas, o propiedades similares a ondas, de acuerdo con el principio de complementariedad de Niels Bohr.
  7. El funcionamiento interno de los procesos atómicos y subatómicos es necesariamente y esencialmente inaccesible para la observación directa, porque el acto de observarlos los afectaría enormemente.
  8. Cuando los números cuánticos son grandes, se refieren a propiedades que coinciden estrechamente con las de la descripción clásica. Este es el principio de correspondencia de Bohr y Heisenberg.

Si uno necesita una comprensión más profunda, entonces sugeriría leer más sobre el

El experimento del pensamiento del gato de Schroedinger y su interpretación en Copenhague (dada en wikipedia). Este fue el origen de la interpretación.

Saludos.

Sin embargo, los electrones que se están difractando son reales. Y dado que estas ondas de materia son ondas de probabilidad, le brindan la probabilidad de detección de electrones en una dirección particular. Estas ondas se superponen (tal como ocurre en el experimento de la doble rendija electrónica) de forma constructiva y destructiva para dar un patrón de difracción como lo hacen las ondas físicas, pero en este caso, en lugar de las ondas reales, la amplitud de probabilidad es la superposición. Aunque no son reales, sí gobiernan el comportamiento de las partículas reales.