Cómo comprender el comportamiento de un electrón Bashny.Net

Cinquenta y ún millón setecientos sesenta y siete mil cuatrocientos cinquenta



Quiero contarles acerca de una de las más bellas ideas. Es un experimento físico, y que es bello, porque un elegante movimiento se expande nuestra conciencia, lo que nos obliga a entender que los objetos pueden comportarse de una manera que nosotros y presentar difícil. Pero lo que es notable, se puede calcular. Él es hermoso, porque pone en entredicho los principios fundamentales de la lógica, sobre los que construimos nuestra comprensión del mundo. Es hermoso, porque es engañosamente simple de entender, pero sus consecuencias son alarmantes. Vamos a esperar, su visión del mundo será destruido. Encendido — el texto de la primera persona del narrador con Wired.

Esto fue hace once años. Yo estaba первокурсником colegio, estaba en el laboratorio de física, apagando la luz, y miraba la pantalla en blanco del ordenador. En el fondo de la jugaban los hits de los 80-c.

Así que se me había dado. En la mesa delante de mí fue una caja con dos finas altas orificios en un extremo. Disparar partículas en la caja a través de una rendija. He llevó a cabo un experimento con los fotones, partículas de luz, pero puede pasar y con los electrones, y sí, en principio, con cualquier cosa. Esto podía ser incluso una bola de 60 átomos de carbono, que será enorme en comparación con los electrones. Para la comodidad voy a llamar a los objetos del experimento electrones, pero tenga en cuenta que esto puede ser de cualquier material, que se divide en partes.

En el otro extremo de la caja — el ccd de la cámara, que hace de la fotografía, cuando algo se mete en ella. Cada vez que la partícula pasa a través de la caja, veo el correspondiente punto se ilumina en la pantalla de mi ordenador.





Para mayor precaución, hemos configurado el experimento de manera que en cualquier momento dentro de la caja puede ser sólo una partícula. Imagine que es muy pequeña pelota es lanzado en una caja. La música juega un papel, nos sentamos y esperamos.

Lo que usted esperaba ver en el otro extremo de la caja? Si los electrones se comportan como ondas, verá brillantes y oscuras, como ondas en un recipiente con agua. Esto se debe a que las ondas interfieren entre sí, se apagan, cuando el pico de la misma se encuentra con otra onda, y se intensifican cuando los picos se alinean en la línea.





Pero los electrones no de onda, que es de una sola pieza pedazos. Lo sé, porque lo veo como llegan a la pantalla por el calabozo y baten en un lugar, como si las gotas de lluvia sobre el asfalto. Y si los electrones son solidas pedazos, sólo verá su colocación por la abertura y en ninguna parte más. En breve, se espera que se comporten como las pelotas.





Y la verdad es que si te pasas un experimento con un solo abierta la hendidura, que se comportan como мячикам, cayendo en riguroso de la barra de atrás abierta la hendidura. Es razonable suponer que cuando abrimos las dos hendiduras, veremos dos carriles por cada hendidura.





Que hacen los electrones?Ver por ti mismo. En este vídeo, hecho por científicos de Hitachi en el año 1989, se puede ver lo que hacen los electrones. Video el ritmo de 30 veces.



Se necesita tiempo para comprender, en la medida de lo extraño. De un modo o de otro, los electrones creado esta интерференционную pintura de colores claros y oscuros de las bandas. Pero se iban de uno en uno, así como que puedan interferir el uno con el otro? Si usted presenta un electrón en forma de una pequeña bola de béisbol, usted tendrá que hacer a la conclusión de que el electrón pasa a través de una hendidura, se desliza y a través del otro. Él elige los dos caminos y интерферирует mismo. Completa нелепица.

Vamos a volver atrás y tratar de reunir todos los datos. Nace la obvia pregunta que hay que plantearse. Piense en el electrón que está en la pantalla. A través de qué rendija ha pasado?

A través de la izquierda?No. Porque cuando usted прикрываете derecha de la ranura, rayado la pintura desaparece y te quedas con el aburrido de una raya.

A través de derecha?No. Por la misma razón que el anterior. Si cerrar la ranura de la izquierda, que volverá a tener aburrida de rayas.

A través de ambas?No. Porque si eso fuera cierto, nos esperaría ver como el electrón se divide en dos partes, y un electrón (o la mitad) pasa a través de cada grieta. Pero si vas a colocar detectores en las grietas, usted encontrará que esto no sucede. Usted siempre va a ver sólo un electrón al mismo tiempo. Él nunca se descompone en dos partes.

En general no pasa?No. Por supuesto que no, que por la estupidez. Si usted прикроете ambas rendijas, no pasa nada.

En ese momento empiezas a pensar que todo esto es un poco ridículo. ¿Por qué no podemos simplemente seguir el maldito electrón y averiguar a través de qué rendija pasa? El problema es que ver significa resaltar y que cuando resaltar el electrón, esto significa enfrentarnos con el fotón. Si usted es un pequeño electrón, tal golpe hará usted con el camino.

Pero aquí es bueno. Puede ser, si un golpe muy suave, no потревожите el electrón? Mala suerte que si usted hace la luz más suave (por debajo de impulso), se hace más difusa (aumentará la longitud de onda) y, en definitiva, no se puede decir a través de qué rendija ha pasado un electrón.

Es un callejón sin salida. Cualquier esquema que se puede llegar a la definición de la ruta del electrón, destruirá интерференционную la imagen.

En resumen, hemos llegado a la полосатому al de aplicar, que se crea una partícula. Pero si usted está tratando de averiguar exactamente cómo la partícula resulta en la pared, se llega a la conclusión de que ella no elige a la izquierda de la ruta, no elige a la derecha de la ruta, no selecciona los dos caminos y no renuncia a ambos. Como señaló el profesor del instituto tecnológico de massachusetts allan adams, esto es, en gran medida, agota todas las capacidades lógicas.

El electrón no es similar a la de la onda, ya que, a diferencia de la onda que llega a la pantalla en un punto. El electrón no es similar a la de una pelota de béisbol, ya que si usted lanza a través de la doble rendija, se интерферирует y forma un patrón de bandas. No hay ninguna analogía, que le ayudará a entender lo que es un electrón. Es долбаная la magia.

Como decía en sus conferencias de квантмеху allan adams:

! Estos electrones hacen que algo de lo que nunca había pensado antes, que nunca ha soñado, incluso las palabras adecuadas en el lenguaje no hay.!

Resulta que los electrones tienen la forma de circulación y de la existencia, que es diferente del todo, a lo que estamos acostumbrados. Como las moléculas. Y las bacterias. Estos objetos sólo es difícil de detectar. La física ocurrió el nombre de este modelo de la existencia. Llamamos суперпозицией.

A veces es útil pensar sobre el electrón como una partícula, a veces es útil pensar en él como una ola. Pero esto es sólo conveniente para nuestra voz, y ambos métodos de nomenclatura incompletos. El electrón no es onda y la partícula no. El electrón es el electrón. Lo mismo ocurre con el fotón, el átomo, la pelota o el gigante de la molécula que allí tenía. Cuanto más grande sea el objeto, más difícil de ver a estas bandas.

Werner heisenberg, uno de los creadores de la mecánica cuántica, bien lo sabía. En la década de 1930 escribió:

"La solución a un problema en el que los dos mentales de la obra, que genera en nosotros el experimento — una con una partícula y una ola — ambas son incompletos y tienen sólo aproximados analogías, que sean precisos y sólo en ciertos casos. La aparente dualidad sólo se produce debido a las limitaciones de nuestro lenguaje."

Como enseñó heisenberg y otros, aunque el lenguaje nos lleva, podemos pensar en las reglas que exactamente su significado, como pequeñas piezas se comportan. Estas reglas y hay la mecánica cuántica. El uso de estas reglas, la física puede tirarse complejas frases del tipo "la función de onda de un electrón se encuentra en la superposición y pasa a través de la izquierda y la derecha de la hendidura". Estas propuestas es muy precisa, se explican las matemáticas, expresiones, y a partir de ellos se hacen más finos de los experimentos. Sólo falta un cuadro, que se puede plegar en la cabeza y por la que se explicará qué camino elige el electrón. Además, estamos casi seguros de que es una situación que nunca se resuelve.

No hay nada sorprendente en el hecho de que nuestros обезьяньи los cerebros que se han desarrollado, arrojando lanzas y piedras de mediano tamaño, no pueden visualizar el comportamiento de pequeñas cosas. Pero lo que más sorprende es que a pesar de que no podemos imaginar este un mundo, hemos podido acordar las reglas de juego.

Fuente: hi-news.ru