Больше информации на эту тему на сайте http://top-formula.net
Глава 2
ЦАРСТВО ХАОСА
2.5 Когда частицы "сдуваются"?
Рассмотрим процесс, имеющий вроде бы непонятное название “схлопывание волнового пакета”.
Для начала попытаемся понять, что же такое волновой пакет. На самом деле, ничего сверхсложного в этом понятии нет. Это просто математический приём. Реально волновые пакеты не существуют. Просто учёные решили представить элементарные частицы как кучу разных волн. Физики часто используют всякие удобные для них понятия, чтобы лучше объяснить природные явления, чтобы легче вычислить то, что им надо вычислить.
Как мы уже знаем, есть два “варианта” электрона. Это электрон-точка и электрон-облако, то есть объём, в котором электрон-точка совершает хаотические, или дискретные, движения. Точечная частица летает по комнате, которая в нашем представлении и есть электрон-облако. Точечный электрон за очень малое время успевает исчезнуть из одного места и появится в другом. Он и там, и здесь, и везде в комнате. Он так быстро меняет своё положение, что создаётся впечатление, будто он размазан по всей комнате. При этом скорость его движения может быть очень маленькой, главное – он движется дискретно!
Но можно ли, хоть на мгновение, поймать этот вездесущий электрон? Можно. Для этого электрону нужно столкнуться с чем-то. И в качестве этого “что-то” вполне подойдёт фотон. Представим фотон в виде мяча.
Итак, в комнату влетает мяч-фотон. Это изображено на рисунке 7.
Но до противоположной стены наш мяч, скорее всего, не доберётся, потому что встретит на своём пути точечный электрон. Вот тут-то электрон, наконец, угомонится. Он столкнётся с фотоном (рисунок 8) и какое-то время будет находиться в точке соударения (точка А). В течение этого промежутка он не будет замечен ни в каких других местах. На какое-то время он перестаёт быть вездесущим. Он будет находиться в определённом месте комнаты, соединённым с фотоном. Это явление и называется “схлопыванием волнового пакета”. Или – схлопыванием частицы.
До столкновения с фотоном электрон занимал объём всей комнаты, дискретно двигаясь. А в момент столкновения стал точкой, остановившейся в конкретном месте. Хотя нет, не точкой. Электрон стал очень-очень маленьким, занимающим крохотный-прекрохотный объёмчик. Электрон не может стать точкой, так как для этого нужна бесконечная энергия.
А что же дальше? Что дальше станет с электроном-точкой? Он так и будет находиться в зафиксированном положении? Нет, остановка произойдёт лишь на мгновение. Затем, вернее, практически сразу после столкновения фотон поменяет направление своего движения, изменив свою энергию. Но скорость останется той же: фотон также будет мчаться с быстротой света.
А электрон? Электрон “восстановит” свою природу, начиная “размазываться”, при этом увеличивая тот объём, в котором движется дискретно (рисунок 9). Он будет размазываться до тех пор, пока снова не примет форму комнаты.
Здесь может возникнуть вопрос. А как быстро электрон “размажется” до размеров комнаты, после того как столкнётся с фотоном? Может это, подобно дискретному движению, тоже произойдёт мгновенно? Нет. Процесс “размазывания” электрона или, как говорят физики, “расплывания волнового пакета”, протекает гораздо медленнее “дискретного прыжка”. Этот процесс ограничен скоростью света. А вот “дискретные скачки” происходят намного быстрее, чем скорость света. Можно сказать, мгновенно. Период совершения дискретного прыжка, наверно, равен кванту времени (если такой квант вообще существует) – минимальному отрезку времени, который только может быть.
И такая высоченная скорость дискретных прыжков не противоречит специальной теории относительности, которая утверждает, что нет скорости выше световой. Потому что эта теория рассматривает обычный тип перемещения – непрерывный. В нашем мире мы можем двигаться только непрерывно. А в квантовой стране всё не так. Там есть Хаос. И к непрерывному движению примешивается дискретное.