Як зрозуміти поведінку електрона

Я хочу розповісти вам про одну з найкрасивіших ідей. Ми можемо самі зателефонувати одержувачу і узгодити зручний час і місце вручення квітів, а якщо необхідно, то збережемо сюрприз. Але помітно, його можна розрахувати. Ми можемо самі зателефонувати одержувачу. Гарний, тому що це неприйнятно легко зрозуміти, але його наслідки лякаються. Давайте сподіваємось, що ваша картина світу знищена. Далі текст від першої особи наративи з дротом.

Що було одинадцять років тому. Я був коледж свіжому, сидячи в фізиці лабораторію, відключивши світильники, з'ясувавши на пустому комп'ютері екран. переглядів: 80-х рр. грали у фоні.

Так що мені дано? На столі перед мною була коробка з двома тонкими щілинними отворами на одному кінці. Ми знімаємо частинки в цю коробку через ситі. Я зробив експеримент з фотонами, частинками світла, але ви можете зробити це з електронами, і ви можете зробити це з будь-яким. Це може бути кулька з 60 вуглецевих атомів, які будуть величезними порівняно з електронами. Для зручності я зателефоную об'єктам експерименту електронів, але пам'ятайте, що це може бути будь-яким матеріалом, який розбиває на шматки.

На іншому кінці коробки є камера CCD, яка бере на себе зображення, коли він зачіпає. Щоразу частинка проходить через коробку, я бачу відповідну точка світла на екрані комп'ютера.

р.



Насолодіться тим, що в будь-який час може бути одна частинка всередині коробки. Уявіть дуже крихітну кульку, що кидається в коробку. Музика грає, ми сидимо і чекаємо.

Що потрібно буде побачити на іншому кінці коробки? Якщо електрони поводяться як хвилі, ви побачите яскраві і темні смуги, як рифи в водоймі води. Це відбувається тому, що хвилі заважають один одному, виділяючись, коли вершина однієї хвилі відповідає іншому, і посилюється, коли піки підкреслюють.





Але електрони не хвилюються, вони є цілими шматками. Я знаю це, тому що я бачу їх, що надходить до екрана окремо і вдарив в одному місці, як дощовики на тротуарі. А якщо електрони є одноярусними шматками, то ви побачите, що їх поплавають після нахилу і ніде ще. В короткий час ви очікуєте, що вони повинні бути такими кульками.





І дійсно, якщо ви робите експеримент тільки одним відкритим щілином, вони полягають як кульки, впадаючи в строгу смугу за відкритою щілиною. Важко припустити, що коли ми відкриваємо як шишки, ми побачимо дві смуги - відповідають кожному освітленню.





Що робити електрони? Шукайте себе. У цьому відео ви можете побачити, які електрони виконуються. Відео прискорюється 30 разів.



Що таке дивний. Ефіше, електрони створили цей інтерференційний візерунок світлих і темних смуг. Але вони пішли в один раз, щоб вони могли перешкодити один одному? Якщо ви уявите електрон як крихітний м'яч, ви повинні заважати, що електрон проходячи через один щілин також ковзає через інші. Він обирає обидва способи і заважає себе. Це смішно.

Повернемося до всіх даних. Є очевидне питання, щоб запитати. Подумайте електрон, який потрапив на екран. Який проміжок зробив він через?

Ліворуч? Коли ви покриєте праву щілину, зникнена картина, і ви зліва з тьмяною однією смугою.

Право? З тієї ж причини, яка вище. Якщо закрити ліворуч, ви знову отримаєте нудну смугу.

Як? Якщо це було правда, ми очікуємо, щоб побачити електрон ділення на дві частини, а один електрон (або половина його) проходить через кожну щілину. Але якщо ви кладете детектори на стяжки, ви знайдете, що не відбувається. Ви завжди побачите тільки одну електрону в часі. Він ніколи не потрапляє в дві частини.

Чи є це коли-небудь йти куди-небудь? Звісно не, що не має сенсу. Якщо ви обкладитесь як синиця, нічого не буває.

У цій точці ви починаєте думати, що все отримує трохи смішний. Чому не можна просто слідувати за пошкодженим електроном і дізнатися, що просіяти його через? Проблема полягає в тому, що вона дивиться на те, що висвітлює її, і якщо ви освітлюєте електрон, це означає, що вона бumping її на фотон. Якщо ви є крихітним електроном, такий удар буде збити вас з доріжки.

Але чекати. Може бути, якщо ви робите дуже м'який вплив, ви не турбуєте електрону. Проблема полягає в тому, що якщо ви робите світло більш ніжним (повільнившись від імпульсу), ви робите це більш дифузним (збільшіть довжину хвилі) і не зможете сказати, що прокидається електрон.

Це мертвий кінець. Будь-яка схема, яку ви можете зробити, щоб визначити маршрут електрона знищить шаблон втручання.

Щоб підбити підсумок, ми прийшли на смуговий візерунок, який створюється однією частинкою. Але якщо ви намагаєтеся з'ясувати, як закінчиться часток на стіні, ви приїжджаєте до висновку, що це не займе лівий маршрут, це не займе правильного маршруту, це не займе обидві доріжки, і це не дасть обидві сторони. Як зазначив професор МІТ Аллана Адамса, це значно вичерпає всі логічні можливості.

Електрон не схожий на хвилю, оскільки, на відміну від хвилі, він потрапляє на екран в одну точку. Електрон не схожий на м'яч, тому що якщо ви кидаєте його через подвійний нахил, він заважає і утворює візерунок смуг. Не існує аналогії, щоб допомогти вам зрозуміти, що таке електрон. Тексти пісень, а це означає: Це ебать магія.

Як Аллан Адамс сказав у своїй майстерні:

! Ці електрони – це те, що ми ніколи не думали про те, що ми ніколи не мріяли про те, що навіть правильні слова не існують на мові. !

Виявляється, що емпіричні електрони мають спосіб переміщення і життя, що відрізняється від будь-якого, що ми звикли. Так є молекули. І бактерії. Ці об'єкти досить важко виявити. Фізіологи придумали назву для цієї моделі. Викликаємо його суперпозиція.

Іноді корисно думати про електрону як частинку, іноді корисно думати про це як хвиля. Але це тільки зручно для нашого виступу, і обидва методи наміння неповні. Електрон не хвилюється, ані частинки. Електрон - електрон. Так само йде на фотон, атом, м'яч або гігантську молекулу, яку ви там бували. Чим більший об'єкт, тим важче бачити ці смуги.

Венер Хейзенберг, один з творців квантової механіки, зрозумів це добре. У 1930 році написав:

«Порішення до проблеми полягає в тому, що два психічні фотографії, які експеримент формують в нас — один з частинками і одним з хвилями — як неповний, так і мають лише приблизні аналоги, які точні тільки в певних випадках. Виявлена подвійність виникає тільки від обмежень нашої мови. ?

Ми можемо самі зателефонувати одержувачу і узгодити зручний час і місце вручення квітів. Ці правила – квантова механіка. Використовуючи ці правила, фізики можуть кинути складні фрази, такі як функція електрона в надпозиції і проходить через ліву і праву стрункість. Ці положення дуже точно пояснюються математичними виразами, а на їх основі проводиться найбільш точний експеримент. Що не вистачає - цілісна картина, яку можна зібрати в голові і пояснити, яку шлях електрона береться. Крім того, ми практично впевнені, що така картина ніколи не буде розвиватися.

Не дивно, що наші мавпи, які еволюціонували, кидаючи списки і середні камені, не можуть візуалізувати поведінку дуже дрібних речей. Але що ще більш дивно, що нехай ми не можемо уявити цей квантовий світ, ми змогли випрацювати правила гри.

Джерело: hi-news.ru