Квантовая механика

Автор: Сергей Манулов

Решил немного приобщиться к квантовой механике, для этого открыл книжку Савельев «Курс общей физики Том. 3.» Очень заинтересовал параграф 19: «необычные свойства микрочастиц». Там говорится о том, что микрочастицы обладают рядом специфических необычных свойств. Автор даже пишет, что возможно их правильнее называть частицами-волнами. Савельев цитирует Феймановские лекции, мне лично очень не понравился их посыл.

Цитата: «Раз поведение атомов так не похожи на наш обыденный опыт, то к нему очень трудно привыкнуть. И новичку в науке, и опытному физику – всем оно кажется своеобразным и туманным.» С этим трудно поспорить. А вот дальше: «Даже большие учёные не понимают его настолько, как им хотелось бы, и это совершенно естественно, потому что весь непосредственный опыт человека, вся его интуиция – все прилагается к крупным телам. Мы знаем, что будет с большим предметом, но именно так мельчайшие тельца не поступают. Поэтому, изучая их, приходиться прибегать к различного рода абстракциям, напрягать воображение и не пытаться связывать их с нашим непосредственным опытом.»

Мягко говоря, тут логический парадокс. Человеческое сознание, его абстракции основаны на опыте, никак иначе. Любые фантазии имеют опытную подоплёку. Которая, в свою очередь, основана на опыте изучения крупных тел, что нам привычны.

Но автор пишет дальше: «Всякая наглядная модель неизбежно будет действовать по классическим законам и поэтому не пригодна для представления квантовых процессов. Поэтому надо отказаться от наглядности. Отсутствие наглядности поначалу может вызывать чувство неудовлетворенности, но со временем это чувство проходит, и все становится на свои места.»

Лично я вижу в этом абзаце, огромный простор для спекуляций. Нет наглядности, а значит можно теперь любой бред представить за правду.

«Сочетая в себе свойства частицы и волны, микротела «не ведут себя ни как волны, ни как частицы…». Отличие микрочастицы от волны заключается в том, что она всегда обнаруживается как неделимое целое. Никто никогда не наблюдал, например пол электрона.»

Согласно современным представлениям физики элементарных частиц, электрон неделим и бесструктурен. Но я уверен, пройдёт время и люди откроют частицы, из которых состоит электрон.

«В то же время волну можно разделить на части и воспринимать затем каждую часть в отдельности. Отличие микрочастицы от привычной нам макрочастицы заключается в том, что она не обладает одновременно определенными значениями координаты и импульса, в следствии чего понятие траектории применительно к микрочастицам утрачивает смысл.»

-Ты видишь суслика?
-Нет.
-А он есть (С) ДМБ.

То что мы не видим или не можем определить, ещё не означает того, что оно не существует, но и не означает, что это существует.

Далее приводится мысленный эксперимент, если вкратце: даны два узеньких отверстия, на движение электрона влияет каждое из отверстий. Если бы электрон в каждый момент времени находился в определенной точке пространства и двигался по траектории, он проходил бы через определенное отверстие – первое или второе. Но там произошла дифракция, что доказывает, что в прохождении каждого электрона участвуют оба отверстия – и первое и второе.

«Не следует, однако, представлять дело так, что какая-то часть электрона проходит через одно отверстие, а другая часть через второе. Электрон всегда обнаруживается как целое, с присущей ему массой, зарядом и другими характеристиками. Обычный шарик, даже очень малых размеров, не может быть прообразом микрочастицы, всё сложнее.»

Спрашивается, тогда как это происходит? Как такое возможно? Что электрон проходит через оба отверстия как волна, но он при этом не делим?

На мой взгляд, исходя, из моего жизненного опыта природа устроена так, что все процессы повторяются, но сама их форма изменяется. Сущность явления образно одинаковая, а вот сам её процесс другой. Квантовые частицы должны действовать подобно макрочастицам, но по-другому, своеобразно. Единственное объяснение, как электрон так проходит, является образ сита и воды. Автор говорит нельзя делать образы и аналогии с макромиром в квантовой механике. Лично на мой субъективный взгляд это неверное. Природа самоподобна. В ней есть строгие качественные и количественные закономерности.

Вот моя аналогия: капелька воды капает на сито, она с него стекает, образуя каплю. Энергетика электрона, её постоянные физические величины можно представить как плотность. У воды это величина постоянная при одних и тех же условиях. Так почему бы и у электронов не может быть такая вот «плотность»? Получается, что электрон он «вязкий», как слизняк. А ведь это применимо и к другим частицам.

Когда электрон размазывается, каждый его участок будет иметь одинаковую энергию и свойства. Но эти участки могут отличаться друг от друга неким параметром который либо ещё неоткрыт (не выдуман) либо им пренебрегают.

Такая аналогия подтолкнула меня к мысли о «слизняковом» или «улиточном» перемещении материи.

Представьте себе молекулу водорода: 1 большой протончик, вокруг него носится электрон. Попробуем его сдвинуть, сообщая кинетическую энергию. По моей гипотезе или предположению, движение будет происходить за счёт расширения, а затем сокращение формы протона и электрона, на одинаковую величину. Как улитка. Она сначала расширяет свой перед, затем, свой зад втягивает к переду, тем самым перемещается. Как резинка, возьмём её натянем, затем один конец отпустим, она переместится к другому. Такое движение идёт на определённое расстояние в зависимости от энергии. Оно квантуется, то есть сокращение идёт порциями. Есть определённый предел, растяжения, больше которого микрочастица не может растянуться. Если его всё-таки превысит, частица может уничтожиться. При этом растяжении все свойства физической частицы в каждой её области остаются неизменны, кроме некоторых неизвестных или пренебрегаемых сейчас параметров. Ведь согласно преобразования Лоренца, при движении длина объекта увеличивается в направлении движения. Тут нечто похожее.

Чем больше сообщено кинетической энергии, тем больше микрочастица совершает сокращений. Эти сокращения могут быть настолько незначительными, что ни один прибор их никогда не уловит. Эффект похож на размытие движения при съёмках на фотоаппарат. Только он им не является.

Если подытожить: то микрочастицы можно рассматривать как вязкие капли, это условно, они не являются каплями, но ведут себя похожим образом. Капля воды в невесомости приобретает форму сферы. Примерно так же выглядят и микрочастицы (протоны, нейтроны, электроны….). И ведут себя они схоже. Мне кажется, что они так же образованы мельчайшими частицами, которым ещё очень долгое время, либо никогда, не удастся найти человеку. Любая волна на макрауровне – это результат перемещения огромного количество различных частиц. В микромире всё должно быть схоже.