Участник:Touol/Лавина в квантовых измерениях

	Базовый уровень статей Выделить только проверенную информацию
	Создать черновик

Авторская работа Автор: Touol Работа не имеет рецензии.

Этот раздел содержит гипотетические предположения, которые на данный момент не имеют подтверждения или не признаны научным сообществом.

Аннотация

Квантовые измерения происходять всегда тогда, когда квантовая частица порождает лавину новых частиц(или лавину микрособытий) расходуя либо свою энергию либо энергию детектора, в результате чего слабый микросигнал частицы усиливается до макро события, доступного нашим органам чувств. Проблема квантовых измерений - это то что мы пока не можем описать как это происходит. В частности описание квантовый частиц вероятностно и при квантовых измерениях не понятно как вероятность регистрации частицы превращается в 100 процентное событие измерения. Например, спин частицы был с вероятностью 50% вниз и вероятность 50% вверх. При измерении остается только один вариант, либо вниз либо вверх. Как происходит выбор этого варианта? В статье построенна принципиальная модель квантовых измерений на эффекте суммирования вероятностностей в лавине и эффекте многочастичного "эйканала". Многое осталось не доработанным и не ясно справедлива ли принципиальная теория, но есть надежда что в ходе дальнейшей работы проблемы можно будет разрешить.

Термины

Для начала, нужно определиться с некоторыми терминами.

И-И.Или-Или

В двухщелевом экстирименте частица может проходить одновременно через 2 щели. Амплитуды вероятностей, что частица прошла через одну и вторую щель складываются. Ситуации когда мы можем сказать, что система может находиться и в одно и в другом состоянии будем обозначать термином И-И. Если поставить детектор на одну из щелей, то тогда частица может пройти либо через одну либо через другую щель. Но никак не может быть одновременно в двух щелях. Такую ситуацию будем обозначать Или-Или.

Эйканал

Один из способой описывать и расчитывать квантовую механику - это интеграл по траектории Фейнмана. В терминах волновой функции в представлении положения формула интеграла по траектории выглядит следующим образом:

$\psi (x,t)={\frac {1}{Z}}\int _{\mathbf {x} (0)=x}{\mathcal {D}}\mathbf {x} \,e^{iS[\mathbf {x} ,{\dot {\mathbf {x} }}]}\psi _{0}(\mathbf {x} (t))\,$

где ${\mathcal {D}}\mathbf {x}$ обозначает интегрирование по всем путям$\mathbf {x}$ с $\mathbf {x} (0)=x$ и где $Z$ Zявляется коэффициентом нормализации. Вот $S$ действие, заданное

$S[\mathbf {x} ,{\dot {\mathbf {x} }}]={\frac {1}{h}}\int dt\,L(\mathbf {x} (t),{\dot {\mathbf {x} }}(t))$

Фазы $e^{iS}$ вдоль всех возможных путей складываются. Если фаза одного пути $e^{iS_{1}}$ и фаза вдоль другого пути $e^{iS_{2}}$ равна $S_{2}-S_{1}={\frac {\pi }{2}}$, то эти фазы уничтожают друг друга. Возьмем много близких траекторий. Но если вдоль этих траекторий действие сильно меняется, то эти траектории уничтожают друг друга. В пределе остаются только те траектории вдоль которых действие мало меняется.

$\delta S[\mathbf {x} ,{\dot {\mathbf {x} }}]\to 0$

На макромаштабе в интегале по путя остается только один путь в котором вариация действия строго равна 0. Но на микромаштабе, если мы считаем вероятность найти квантовую частицу в точке близко расположенной от источника(или от точки где известна ВФ), то в амплитуду этой вероятности дают вклад множество путей близко расположенных от пути, где действие равно 0.

Ширину области, в которой пути дают не нулевой вклад в итоговую амплитуду вероятности, будем называть шириной эйканала.

Если точку наблюдения(точку для которой считается вероятность) отнести подальше от источника, то ширина эйканала станет, в зависимости от действия, уже. На итоговую вероятность будет влиять уже меньше путей и эти пути уже более близко расположенны от пути, где вариация действия равна нулю.

Цели статьи

Основная цель моей работы разобраться с проблемой квантовых измерений. Каким-то образом описать как они происходят. Как детерминированные ур-ния квантовой физики дают случайные итоги измерения.

Вероятность и Наблюдатель

В квантовой механике, если рамматривать детекторы как квантовые объекты, то суперпозиция ВФ превращается в суперпозицию детектора и в суперпозицию макроскопических тел. Общеизвестный парадокс кота Шредингера. Возникает вопрос когда квантовое измерение происходит? Когда суперпоциция вероятностей детектор поймал частицу и детектор не поймал частицу превращается в определенное событие? Или поймал или не поймал. Можно посчитать, что событие никогда не происходит. То есть суперпозиция продолжается вечно и при каждом квантовом измерении мир делится на множество миров, одном из которых детектор поймал частицу и в другом что не поймал. Многомировая интерпритация.

Либо можно считать, что событие происходит когда некий Наблюдатель открыл ящик с кототом и увидел что кот мертв (или жив). То есть, коллапс ВФ вызывает какой-то из Наблюдателей. Однако физические законы функционируют в не зависимости от нас. В прошлом когда-то не было людей вообще и никаких наблюдателей не было, но мир существовал и развивался. Назовем зависимость КМ от неких наблюдателей проблемой Наблюдателя. Как мне кажется, в проблеме Наблюдателя виновато использование в КМ понятия вероятности.

Представим, что мы подбрасываем монетку. Мы не можем предсказать какой стороной монетка выпадет. Но законы классической механики детерминированы. Мы подбрасывая монетку не можем точно контролировать начальные условия. Каждый раз подбрасывая монетку, мы запускаем ее с разным положением и с разной скоростью. То какая сторона выпадет определяется начальными условиями. В принципе, подбрасывая монетку и ловя ее на руку, одинаковыми движениями, можно наловчиться так, что при каждом подбрасывании "выпадала" одна и таже сторона монеты. Бросая монету на твердый пол добиться этого гораздо сложнее. Подпрыгивание монеты на полу, сильно "дробит" начальные условия на результат выпал орел или решка.

Допустим, что мы подбросили монетку с закрытыми глазами. Монетка выпала какой-то стороной. Но не изветной нам. Пока мы не открыли глаз, существует вероятность что выпала решка и существует вероятность что выпал орел. Вероятность существует несмотря на то,что монетку уже выпала какой-то стороной. Открыв глаза мы вызываем "коллапс" вероятностей. Вероятность субъективна и существует у нас только в мозгах. Когда мы подбрасываем монетку, для физреальности нет вероятности вероятности выпал орел или решка. В зависимости от начальных условий выпадет какая-то конкретная сторона. Вероятность выпадения какой-то стороны мы выдумываем и вызываем "коллапс" вероятности тоже мы.

В случае классических вероятностей, вероятность существыет только в голове у Наблюдателя. В квантовой механике, не известно существует вероятность объективно или вероятность только у нас в голове. Если вероятность только у нас в голове, то пока мы описываем квантовые эффекты с помощью вероятностей, мы не можем избавиться от проблемы Наблюдателя. "Коллапс" субъективной вероятности происходит только в голове Наблюдателя.

С монеткой, не открывая глаз, мы можем пощупать монетку и убедиться, что какое-то конкректна сторона выпала. То есть, результат уже есть, но он просто нам не известен. Возможно в КМ мы можем показать, что при измерении какой-то результал уже есть до регистрации события Наблюдателем. Только мы не знаем какой именно. Одна из целей статьи исследовать этот вопрос.

Истинная случайность

Говорят, что случайность в КМ истинная. То есть, результат измерения спина вверх или спина вниз не от чего не зависит. В классической механике нет случайностей. Результат подбрасывания монетки зависит от начальных условий. При каких-то достаточно точно определенных начальных условиях, получим какую-то определенную сторону монеты. Для КМ возникает желалание избавиться от лишней сущьности. Каким-то образом придумать возникновение случайности в квантовых измерения в результате не знания точных начальных условий. Придумали, что ФВ не до конца описывает частицу и существуют какие-то скрытые параметры в зависимости от которых, при измерениях, выпадает, например, спин вверх или спин вниз. Экспирименты Аспекта опровергают большинство теорий со скрытыми параметрами.

В теориях со скрытыми параметрами, предпологается, что не точность в начальных условиях зарыта в не точном описании измеряемой частицы. Но есть еще один вариант. Каждое макротело состоит из множества частиц. И каждое макротело уникально и не повторимо. Также уникальны и не повторимы детекторы квантовых частиц. То есть, если результат измерения зависит от каких-то небольшых изменений параметров детектора, то случайность может возникать от не знания точных начальных условий детектора. Детекторы обычно описываются классически. То есть, если частица попала в детектор, то детектор стопроцентно покажет что я частицу зарегистрировал. Но это в классическом описании. В квантовом по идее может быть и по другому. Экспирименты Аспекта теории со случайными детекторы не могут опровергнуть, так как кореляции есть в ВФ частиц и то что детектор случайно померил частицу кореляцию ВФ не нарушает.

Если в случайности квантовых измерений виноваты детекторы, то возникает другая проблема. Если один детектор уже поймал частицу, то как второй детектор узнает, что частица уже поймана и он не должен ее поймать? ВФ же приходит на оба детектора и они ее оба могут померять. Казалось бы, что нужна некая сверхсветовая связь между детекторами, но на удивление эту проблему в КМ можно обойти. Ближе к концу статьи покажу как.

Эйканал в ускоряющем поле

Лангражиан физической системы, во многих случаях, можно представить в виде разности кинетической и потенциальной энергии.

$L=T-U$

Тогда интеграл по траекториям можно представить в виде

$\psi (x,t)={\frac {1}{Z}}\int {\mathcal {D}}\mathbf {x} \,e^{i{\frac {1}{h}}\int dt\,(T-U)}\psi _{0}(\mathbf {x} (t))\,$

В прорезь в конденсаторе влетает заряженная частица. Тогда ее потенциальная энергия

$U=eEy$

Потенциальная энергия не зависит от $x$. Это значит, что в путях, которые отклоняются от вертикального пути, вклад в действие потенциальной энергии одинаков. Так как частица разгоняется полем, то растет кинетическая энегрия. Для предооления более длинных путей нужна большая скорость и на этих путях большая кинетическая энергия.

Ширина эйканала зависит от длины волны частицы. При увеличении кинетической энергии растет импульс частицы. А длина волны

$\lambda ={\frac {h}{p}},$

Длина волны становиться меньше и соответственно уменьшается ширина эйканала.

К сожалению, пока не получилось обосновать четко. Это зависит от четкого определения ширины эйканала. Пока это понятие определено приблизительно.

Почему важна ширина эйканала? Дело в том, что для одного эйканала частицы все траектории совместимы. То есть, частица может пройти в эйканале и по одной и по другой траектории (И-И). А траектории в разных эйканалах не совместимы. То есть, частица или в одном эйканале или в другом (Или-Или). Это насколько я понял интерпретацию совместных историй. Эйканал важен ниже, но пока определение не четкое, но рано или поздно не в этой статье уточнится.

В статье дальше будем считать, что чем больше кинетическая энергия тем уже эйканал.

Случайная лавина

Детекторы

Мне более мене знакомы такие квантовые детекторы как фотобумага, пузырковая камера, счетчик Гейгера, фотоумножитель, детектор Вавилова-Черенкова. Так же еще космическая частица может влететь космонавту в глаз и вызвать в нем сноп искр.

Для детекторов можно выделить 3 процесса, возможно порождающих эффект квантового измерения. Это процессы:

1) Частица сталкивается с макротелом состоящим из множества частиц. Этот процесс лежит в основе теории декогеренции.

2) Система детектор-частица испытывает большой скачок энтропии. Энергия детектора или частицы перераспределяется по множеству частиц, переходит в тепло. Когда детектор регистрирует частицу, мы получаем информацию и следовательно уменшается энтропия. Согластно третьему закону термодинамики энтропия не может убывать. То есть, получение информации должно компенсироваться скачком энтропии. Без этого квантовые измерения не должны происходить.

3) Во всех детекторах микрособытие порождает с этим событием множество частиц, возникшее в итоге этого микрособытия. Микросигнал усиливается до макроуровня. Например, счетчик Гейгера предстовляет собой конденсатор с газом. В счетчике Гейгера гамма-квант вырывает из атома газа электрон. Этот электрон разгоняется под действием электроческого поля, сталкивается с другим атомом и вырывает еще один электрон. Уже оба электрона разгоняются и сталкиваясь со следущими атомами вырывают еще 2 электрона. Пото 4 порождают 8, 8 порождают 16 и так далее. Возникает лавина электронов, которая затем попадает на пластину конденсатора и вызывает ток в цепи счетчика Гейгера. В цепи включен микрофон. И ток вызывает щелчек в микрофоне, который мы уже можем услышать ухом.

Здесь мы будем исследовать эффект лавины. Который наиболее явно проявляется в счетчике Гейгера.

Случайная лавина в классической физике

На горном склоне вниз сорвался камешек. Где-то ниже он сталкивается с другим камешком, который не крепко держиться на склоне. Первый камешек может выбить второй. А может и не выбить. То есть, второй камешек выбивается с некой вероятностью $p$. Предположим, на склоне множество таких камешков, которые могут выбиться уже выбитым камешком, при столкновении их, с какой-то вероятнотью $p_{i}$. Для простоты пока считаем, что вероятность выбиться одинакова для всех камешков, лежащих на склоне, при столкновении с одним из летящих камней. Лавину в которой камешки могут выбиться или не выбиться с какой-то вероятностью будем называть случайной лавиной.

Горную лавину рассчитать вряд ли возможно. Для расчетов надо сделать построить упрощенную модель. Можно сделать сетку каналов с шариками не крепко закрепленных в узлах сетки.

В каждом узле сетки лежит на подставке шарик. Шарик, прибывший из другово узла сетки, может выбить его с вероятностью $p_{k}j$. где $k$ номер слоя сетки, а $j$ номер узла в слое сетки.

Вероятность, что прилетевший шарик выбьет шарик в узле $(k,j)$ с вероятностью $p_{kj}$. С какой вероятностю $P_{kj}$ шарик в узле $(k,j)$ окажется выбитым при сходе всей лавины шариков? То есть, лавина прошла и все выбитые шарики оказались внизу. С какой вероятность мы обнаружим шарик выбитым после схода лавины?

Задача решаемая, но сложная. Я ее пока не готов решить. Но допустим, через узел $(k,j)$ проскочило 4 шарика. Тогда считая, что $p_{kj}=p$, вероятность, шарик будет выбит

$P_{kj}=p+(1-p)p+(1-(p+(1-p)p)p+(1-(p+(1-p)p+(1-(p+(1-p)p)p)p$

Вероятность, что шарик в узле выбьет первый прилетевший шарик $p$. Выбьет второй - это вероятность, что не выбил первый, умножить на вероятность выбивания вторым $(1-p)p$. Вероятность выбивания третьим $(1-(p+(1-p)p)p$ и так далеее.

Для $n$ прилетающих шариков считаем по рекурсии

$P_{kj}^{n}=(1-P_{kj}^{n-1})p$ (1)

Чем ниже слой сетки, тем больше шариков попадает на узел. Если возмем 1000-ный или 10 000-ный слой, то на узел будут падать тысячи шариков и вероятность, что шарик в узле выбьется, стремиться к 1. По центру сетки будет порождаться волна узлов в которых шарики почти 100% выбиты.

Случайная лавина в квантовом детекторе

Отличие квантовой лавины от классической то, что, если в классическом случае шарик при столкновении будет или только выбит или только не выбит, то в квантовом случаи, в счетчике Гейзера, атом может быть и ионизирован, налетающим электроном, и не ионизирован им. Эти вероятности существуют одновременно.

В квантовом случае, не очевидна формула для расчета вероятности ионизации атома несколькими налетающими электронами $P_{kj}$. Она может быть

1) Формулой сложения амплитуд ВФ электронов.

2) Может быть какой-то формулой сложения интенсивности приходящих волн.

2) Или, как в класическом случае, считать, что электроны прилетают поочередно. $P_{kj}$ рекурсия в виде формулы (1).

В газе атомы расположенны случайно и обладают случайной скоростью. Выбитые электроны не коггерентны между друг другом. Скорей всего стот считать, что электроны на атом прилетают поочередно.

Как и в классическом случае, в узлах на 1 000-10 000 слое может возникнуть волна, в которой вероятность ионизации атома стремиться к 1.

В класическом случае, если самый первый камешек вылетает с какой-то вероятностью, наример 1/2, то $P_{kj}$ стремиться к 1/2. Камешек или вылетел порадил лавину или не вылетел и, соответственно, никакой лавины не возникло. В квантовом случае, лавина может возникнуть даже, если только часть ВФ измеряемой частицы приходит в детектор. А остальная попадает на другой детектор. Не смотря, что в детектор попадает только часть ВФ, она ВФ присутствует в детекторе стопроцентно. И в квантовом детекторе вероятность $P_{kj}$ может достигнуть 1 при том что "вероятность" "попадания" частицы в детектор меньше 1.

Лавина как бы делает из начальной "вероятности" 1/2 конечную "вероятность" 1. В итоге, в результате процесса определенны результат измерения как бы есть и наблюдатель только фиксирует этот результат. Но это скорей всего не совсем верно.

Из-за сложения вероятностей в лавине возникает эффект измерения. С этим относительно разобрались. Но так как ВФ попадает на оба детектора может возникнуть ситуация когда сработали оба дететора. Что не наблюдается. На одну частицу срабатывает, только 1 детектор.

Для начала разберемся почему детектор может вообще не сработать. Когда электрон налетает на атом, он может выбить электрон из атома и может не выбить. По правилам КМ обе вероятности присутствуют одновременно. Но суммарная вероятнось не может быть больше 1. То есть, ели вероятность выбить 1/2, то исходная вероятность налетающего электрона делиться пополам на вероятность, что элекрон выбит и дальше полетели оба электрона, и вероятность, что дальше полетел только налетевший электрон. Если, например, вероятность столкновения 1/2, то вероятность выбитого плюс исходного уже 1/4 и вероятность невыбившего 1/4. В процессе исходная вероятность делиться миллионы раз и, если эффекта лавины не возникло, то на пластину конденсатора прилетает волна электронов с нулевой вероятностью. То есть, детектор ничего не померит.

Еще вероятность в лавине может снижаться за счет деления волны электронов эйканалом. Какие-то пути - ветки выбиваний могут гасить друг друга. Только в этом случае надо считать, что все ветки в каком-то смысле могут складывать свои фазы.

В КМ ВФ с успехом применяется и для частицы состоящего из множества элементарных частиц. Частица считается одной и путь движения ее центра масс считается путем частицы. Можно попробовать ввести какую-то эффетивную частицу потока электронов с эффективным действием вида:

$\psi (x,t)={\frac {1}{Z}}\int {\mathcal {D}}\mathbf {x} \,{\mathcal {D}}\mathbf {N} \,e^{i{\frac {1}{h}}\int dt\,({\frac {MV^{2}}{2}}-eNEy)}\psi _{0}(\mathbf {x} (t))\,$ (2)

где $M=Nm$ суммарная масса частиц потока электронов. $N$ число электронов в потоке. ${\mathcal {D}}\mathbf {N}$ суммирование по всем потокам с различающимся числом электронов. $V$ средняя скорость потока.

Если для двух путей, одинаковых по координате, различается число частиц $N_{1}-N_{2}=\Delta N$, и если $V$ большая, разница действия по этим путям большая и эти пути будут альтернативными.

$\Delta S=\int dt({\frac {\Delta N(V(t))^{2}}{2}}-e\Delta NEy(t))>h$

Случайный детектор

В детекторе с квантовой лавиной просходят 2 конкурирующих процесса

1) Усиление первоначальной (попадающей в дететор) волны за счет суммирования вероятность ионизациции атома от множества налетающих электронов

2) Ослабление первоначальной волны за счет дробления вероятноти при ионизации и дробление за счет разбиения на альтернативные исходы.

Пока не понятны 2 вещи

1) Каким образом итог этих конкурирующих процессов может сильно зависить от первоначального состояния детектора. Зависть может и это не вполне возможно, но то каким образом может зависеть еще предстоит исследовать.

2) Не понятно каким образом получить правило Борна. Вероятность измерения должна быть равна падающей на детектор вероятности частицы. Если в детекторе, результат измерения определяется параметрами детектора и процессы в детекторе сильно бьют начальные условия параметров детектора на результат измерил или не измерил, то вероятность измерения будет равна 1/2 в не зависимости от падающей вероятности.

Хотя как раз проблема правила Борна и не особая проблема. Возьмем детектор с одними и те же ми параметрами и будем запускать в него ВВ с разной вероятностью. То тогда оброзование фронта волны с вероятность близкой к 1 тем больше, чем больше падающяя вероятность. Хотя конечно все зависит от модели :-).

Синхронизация детекторов

Если считать, что случайность квантовых измерений возникает из-за случайных параметров детекторов, то возникает проблема почему детекторы меряют частицу синхронно. То есть, если 1 детектор поймал частицу, то второй обязательно ее не поймает. Так как детекторы могут быть разнесены на большое растояние, то казалось бы нужна какая-то сверхсветовая связь между детекторами. Но если воспользоваться понятием эффективной частицы потока электронов можно показать, что никакой сверхсветовой связи не нужно.

Представим, что частица может пройти через 2 детектора. Эти 2 детектора видит наблюдатель. Волна эффективной частицы проходящей через детектор приобретает энергию и массу. Из-за чего волна эффективной частицы начинает коллебаться со сверхвысокой частотой. Причем так как детекторы разные, волна эффективной частицы при проходе через 1 детектор приобретает одну частоту, при проходе через другой другую частоту. Теперь на наблюдателя падает 2 волны от 2 детекторов. Так как частоты разные, то оптический путь через 1 детектор во много раз меньше оптического пути через второй. Все пути через второй детектор будут мешать друг другу в большей степени чем все пути через первый. В итоге второй детектор эффективно не сработает. Наблюдатель увидит только 1 сработавший детектор.

Вот такой вот приятный сюрприз :-). Конечно тут надо разбирать и разбирать ситуацию, чтобы убедиться, что это и в самом деле так. Но то, что ни сверхсветовой ни какой-либо связи между детекторами возможно не требуется уже хорошо :-).

Возможные эксперименты

Теория это хорошо. Но физическая реальность вещь жесткая. Большинство теорий не выдерживают проверку экспериментом. Для того чтобы проверить выше изложенные идеи нужны эксперименты. К сожалению, до четких математических моделей далеко и проводить эксперименты еще рано, но их уже можно обсудить и в будущем строить и теоритические модели и экспериментальные модели. И как эти модели будут готовы уже проводить эксперименты.

Выбивание 1 электрона из тонкой пластинки

Направим разогнанный электрон по 2 путям на тонкую пластинку так, что электрон может выбить (или не выбить) из пластинки 1 дополнительный электрон. В одном пути один, в другом другой. Предполжим, что затем и выбивающий электрон и выбитый электром мы можем как то направить. А точнее выбитые в детектор D1, а выбивающий в детектор D2. Так чтобы нельзя было разлечить по каким путям электроны прибыли в детекторы.

По правилам КМ выбивающий электрон может пройти и по пути 1 и по пути 2. И в пути 1 и в пути 2 он может выбить электрон. Какова вероятность, что детектор D1 сработает?

Допустим вероятности пути 1 и 2 1/2 каждая. Допустим, что вероятность выбить электрон 1/2. Тогда вероятность выбить электрон в пути 1 1/4 и вероятность в пути 2 1/4.

Возможны 3 варианта:

1) Детектор D1 зарегистрирует электрон с вероятностью 1/4. То есть, вероятности путей 1 и 2 не складываются.

2) Выбивающий электрон выбьет электроны и в пути 1 и в пути 2. Тогда прилетающие в D1 последавительно электроны вызовут срабатывние детектора с вероятнотью $P_{D1}={\frac {1}{4}}+{\frac {3}{4}}{\frac {1}{4}}={\frac {7}{16}}$

3) Не важно по какому пути электрон выбивается. Вероятность выбит 1/2. Значит D1 среагирует с вероятностью 1/2. Или вероятности путей сложаться и будет 1/2. Или в момент выбирания электрона произойдет эффект измерения, вероятность какого-то пути станет 1, вероятность выбивания 1/2 и в детектор придет 1/2.

Скорей всего будет 3 вариант :-). Хотя вариант 2 был бы гораздо интересней. Можно было бы организовать сверхсветовую связь.

С одним выбитым электроном ситуация, как оказалось, не так уж и интересна. Вероятности путей 1 и 2, скорее всего, не могут складываться последовательно.

Тройной фотоумножитель

Интересно как складываются вероятности, когда выбито уже несколько электронов. Для исследования этого можно использовать фотоумножитель.

Электрон попадает в конденсатор(фотоумножитель 0) и, с какойто амплитудой вероятности, выбивает несколько электронов. Поток волны этих электронов разбивается на 2 потока, которые направляются в 2 фотоумножителя. Возможно, что фотоумножители всегда будут срабатывать одновременно. Но может быть, что сработает то 1 то 2 фотоумножитель. Тогда можно исследовать плотность вероятности электронов в нулевом фотоумножителе. В нулевом фотоумножителе можно добавить несколько уровней выбивания электронов и построить распределение плотности вероятности в зависимости от уровней.

Даже интересно даст ли это что-нибудь. Пока не понятно.

Итоги

Традиционно, при описании взаимодействия квантовой частицы и детектора, предпологается, что если частица попала в детектор, то детектор всегда на нее сработает. Так как ВФ частицы может приходить и на один и на второй детектор одновременно, то приходиться предпологать, что в момент попадания ВФ в детектор, частица каким-то образом сама определяется попадает ли она в детектор. Причем мы не можем выделить никаких причин такого попадания и вводим некоторую истинную случайность действующею в квантовой физике.

Возникновение случайности в классической физике очевидно. Бросая монетку мы не контролируем начальные условия, от которых сильно зависит результат выпадения монетки. Какая-то истинная квантовая случайность кажется излишней.

Квантовые детекторы, как и все макротела, уникальны и не повторимы. Если результат измерения сильно зависит от параметров детектора, которые мы никогда не можем повторить, то возникновение случайности в квантовой механике можно объяснить так же как и в классической. Нам просто не известны начальные условия. Сделать модель, в которой результат измерения зависит от начальных условий детектора, сложно, но вполне возможно. Просто пока не получилось.

Если случайность возникает в детекторе, то возникает проблема как обьяснить согласованность детекторов? Как оказалось, вводя эффективную частицу согласованность легко можно объяснить с помощью интеграла по путям.

Таким образом, случайный квантовый детектор тема перспективная и заслуживает тщательного изучения.