ХАОТИЧНО РАСПОЛОЖЕННЫЕ СПИНЫ

1. Мысленный эксперимент по измерению компонент спина (собственного количества движения) электрона с помощью некоего устройства - "черного ящика". Пройдя через "горизонтальный" ящик, электроны с "левым" спином будут двигаться налево, с "правым" - направо. Аналогично работает "вертикальный" ящик.

1- измерение "горизонтального" спина
2- измерение "вертикального" спина

2. Последовательное измерение двух компонент спина. Измеряется "горизонтальный" спин электрона (слева), потом "вертикальный" спин (справа), потом снова "горизонтальный" (внизу). Оказывается, что измерение "вертикального" спина разрушает значение "горизонтального" спина: половина электронов приобретает "левый" спин.

3А. Электроны с "правым" спином после прохождения через "вертикальный" ящик движутся в двух направлениях: вверх и вниз. Отражающие поверхности направляют оба пучка в "черный ящик", где они пересекаются; на выходе получаем единый пучок электронов с "правым" спином.

3Б. В том же эксперименте на пути одного из двух пучков поставим некую поглощающую поверхность. Далее в измерениях участвует лишь половина электронов, и на выходе половина их имеет "левый" спин, а половина - "правый".

1- ВЕЛИЧИНА ВОЛНОВОЙ ФУНКЦИИ
а - ОБЛАСТЬ А
б - ОБЛАСТЬ Б

4. Состояние любого объекта микромира описывает так называемая волновая функция. Величина этой функции характеризует вероятность обнаружить частицу в некоторой конкретной области пространства. Если состояние частицы таково, что можно ожидать встретить ее в двух областях - А и Б, то волновая функция частицы будет равна нулю всюду, кроме этих областей.

5. Мысленный эксперимент Эрвина Шредингера. В ящик помещают кошку, флакон со смертельным ядом, источник радиоактивного излучения и счетчик заряженных частиц. Эксперимент поставлен так, что регистрация частицы может привести в действие механизм, разбивающий флакон. Что произойдет с животным с квантовой точки зрения? Теория утверждает, что кошка в ящике ни жива, ни мертва, но пребывает в суперпозиции этих двух состояний, взятых с некоторой вероятностью. Вершителем судьбы бедного животного окажется некий наблюдатель, решивший "заглянуть" в ящик. В момент наблюдения волновая функция кошки сколлапсирует в какое-то определенное состояние.

6. Эксперимент, предложенный Д. Бомом и Я. Аароновым в 1959 году, должен был показать, что магнитное поле, недоступное для частицы, влияет на ее состояние.
В однородном пространстве расположен бесконечно длинный тонкий соленоид. Магнитное поле внутри соленоида имеет форму тонкой нити, как бы "выдернутой" из пространства. Когда мимо соленоида пролетает электрон, его волновая функция расщепляется на две - "пустую" и связанную с электроном. Они обходят поле с обеих сторон и воссоединяются. Если дебройлевская волна - реальность, а не просто характеристика вероятности, то при таком ее движении возникнет разность фаз, которая приведет к интерференции. Электрон как бы провзаимодействует сам с собой, и по изменению его состояния можно будет судить о препятствии на его пути.
Эксперименты по наблюдению эффекта Ааронова - Бома неоднократно проводились начиная с 60-х годов, вначале на соленоиде диаметром около 14 микрон, затем - на тороидаль ных магнитах и квантовых интерферомет рах. Все они надежно подтвердили существование эффекта.
Современная квантовая теория формально объясняет эффект тем, что уравнение Шредингера для волновой функции заряженной частицы во внешнем электромагнитном поле содержит потенциал этого поля. Величина потенциала определяет фазу волновой функции и приводит к возникновению интерференции даже без прямого воздействия поля на частицу.