墓所の虫

.    「新版 量子論の基礎」と「量子情報と時空の物理」をベースに書いていますが、間違いをよくやります。まず眉にツバをつけてw

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大学教育は危機に瀕しています! 


私は言葉の使い方が下手なので、おかしいと思う文章は式に合わせてお読み下さい。
尚、新理論や独自理論を唱えるつもりはありませんが、アイデアの提案はしています。


1.経路積分こと始め

タネ本は、森藤正人「量子波のダイナミクス」です。
内容は、とね日記さん: http://blog.goo.ne.jp/ktonegaw/e/20dea8ac600f55f0c79934c6342e8c5c
を見てください。

拡散方程式と(自由粒子の)シュレーディンガ方程式の類似性

    拡散方程式の「両端の温度が0に固定されている場合の解」ρ=Asin(bx)exp(-ct) と、
    ψ=Aexp(ikx-iwt) とを比較して、おかしいと思われている方も多いと思います。
    それは、ちょっと後回しにして、
    自由粒子のシュレーディンガ方程式は、長さや時間の単位を適切に変えることで、mやhを見かけ上
    消去することで、

       https://rhcpf907.sakura.ne.jp/fml2tex?式 i {∂ψ/∂t}={1 \over 2}{∂^2ψ/∂x^2}

    となります。
    一方、拡散方程式は、
            https://rhcpf907.sakura.ne.jp/fml2tex?式 {∂ρ/∂t}={1 \over 2}{∂^2ρ/∂x^2}

    です。両者は、i が付くか付かないだけの差です。
    この差が原因で、↑の2つの解の差異となります(境界条件をそろえれば です)          2つの解の境界条件をそろえるため、シュレーディンガ方程式で、両端がψ=0 とすると、
    ψ=Asin(bx)exp(-iwt)
    となります。差異は、t に付く i の差だけです(まぁ当然ですが)
    数学的には、解についてt→itと置き換えるだけで、一方から他方に移行できるということです。
    これは、sin(x) と sinh(x) の関係と同じです。

    しかし、ρとψの意味は、全く違います。(実数軸に漸近する・しないというだけでなく)
    ρは、直接 確率分布を表せます。∫_{-∞}^{+∞}ρ dx = 1

    ψ自体は、一般に複素数の関数で、そのままでは、確率を表せません。
    じゃどうするかというと、|ψ|2 が、確率分布を表すとします(ボルンの確率規則)
    ブラウン運動に戻って考えると、

    粒子が(xi、tj)になる1ステップ前 tj-1 では、1ステップでは、⊿xしか動かないから、
    この時点では、位置は、⊿x・(i+1)=xi+1 か、⊿x・(i-1)=xi-1 に居なければ
    ならない。
    この2つの事象が、それぞれ 1/2の確率で ρ(xi、tj) に寄与するので、            https://rhcpf907.sakura.ne.jp/fml2tex?式 ρ(x_i、t_j)={1 \over 2}{(ρ(x_{i+1}、t_{j-1})+ ρ(x_{i-1}、t_{j-1}))}

    ではなく、ボルンの確率規則により、

      https://rhcpf907.sakura.ne.jp/fml2tex?式 |ψ(x_i、t_j)|^2=|ψ(x_{i+1}、t_{j-1})+ ψ(x_{i-1}、t_{j-1})|^2

    となります。展開すると、
      =|ψ(x_i+1、t_j-1)+ ψ(x_i-1、t_j-1)|2       =|ψ(x_i+1、t_j-1)|2 + |ψ(x_i-1、t_j-1)|2 + 2ψ(x_i+1、t_j-1)ψ(x_i-1、t_j-1)       =(x_i+1、t_j-1)に居た確率+ψ(x_i-1、t_j-1)に居た確率 + ?
    で、? がいわゆる干渉項です。          ということは、ブラウン運動に戻って考えると、、、
    なんと!! 量子論的粒子は、t_j-1の時刻に、x_i+1とx_i-1の2点にいた ということになります。

    と、僕が書くと、「またぁ トンデモを」と笑われるだけですが、
    この 森藤正人「量子波のダイナミクス」のp8 には、2重スリットの実験結果の説明で

      「それぞれの電子は、同時に両方のスリットを通過しているということである」

    と、辺りをはばからず 明記しています。
    (僕が書けば、お笑いのタネで、専門家が書けば、至言とは、、、)