Τι κάνει το θέμα να συμπεριφέρεται σαν κύμα αντί για σωματίδιο;
Γιατί σκεφτόμαστε την ύλη ως σωματίδια:
* Η καθημερινή μας εμπειρία: Αλληλεπιδρούμε με αντικείμενα που φαίνονται σταθερά και διακριτά - όπως μια μπάλα, μια καρέκλα ή ένα άτομο. Αυτό μας οδηγεί να σκεφτούμε ενστικτωδώς την ύλη ως αποτελούμενη από μικροσκοπικά, μεμονωμένα σωματίδια.
* Κλασική φυσική: Πριν από την κβαντική μηχανική, η φυσική περιέγραψε τον κόσμο με νόμους που εργάζονταν μόνο για σωματίδια. Αυτοί οι νόμοι ήταν απίστευτα επιτυχημένοι στην εξήγηση πολλών φαινομένων, αλλά απέτυχαν να αντιμετωπίσουν ορισμένες ανωμαλίες στα ατομικά και υποατομικά επίπεδα.
Γιατί γνωρίζουμε ότι η ύλη μπορεί να συμπεριφέρεται σαν κύματα:
* Η δυαδικότητα των κυμάτων-σωματιδίων: Η βασική διορατικότητα προήλθε από πειράματα όπως το πείραμα διπλής σχισμής . Όταν τα ηλεκτρόνια (τα οποία θεωρούμε ότι τα σωματίδια) εκτοξεύονται σε μια οθόνη με δύο σχισμές, παράγουν ένα μοτίβο παρεμβολής στην άλλη πλευρά, ακριβώς όπως κάνουν τα κύματα. Αυτό το πρότυπο παρεμβολής είναι μια υπογραφή της συμπεριφοράς των κυμάτων και δεν μπορεί να εξηγηθεί από την κλασσική φυσική.
* Άλλα στοιχεία: Αρκετά άλλα πειράματα επιβεβαίωσαν τη φύση της ύλης που μοιάζει με κύματα, συμπεριλαμβανομένων:
* διάθλαση ηλεκτρονίων: Τα ηλεκτρόνια μπορούν να διαθάρρυναν, ακριβώς όπως κάνουν τα φωτεινά κύματα όταν περνούν από ένα στενό άνοιγμα.
* de broglie μήκος κύματος: Ο Louis de Broglie πρότεινε ότι οποιοδήποτε κινούμενο σωματίδιο έχει ένα σχετικό μήκος κύματος, που δίνεται από την εξίσωση λ =h/p, όπου το H είναι σταθερά και το P είναι η ορμή του σωματιδίου.
Λοιπόν, πώς συμπεριφέρεται η ύλη ως κύμα;
Η πραγματική απάντηση έγκειται στην περίεργη κβαντική μηχανική. Δεν είναι αυτό το θέμα είναι στην πραγματικότητα ένα κύμα ή ένα σωματίδιο, αλλά μάλλον ότι υπάρχει σε κατάσταση Supplosition . Αυτό σημαίνει ότι η ύλη μπορεί να υπάρχει σε πολλαπλές καταστάσεις ταυτόχρονα και η συμπεριφορά που μοιάζει με κύματα ή σωματίδια εξαρτάται από το πώς το παρατηρούμε.
Η κατώτατη γραμμή:
* Η ύλη παρουσιάζει τόσο ιδιότητες που μοιάζουν με κύμα όσο και από σωματίδια.
* Ο τρόπος με τον οποίο παρατηρούμε την ύλη καθορίζει ποια συμπεριφορά βλέπουμε.
* Αυτή η δυαδικότητα είναι μια θεμελιώδη πτυχή της κβαντικής μηχανικής.
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι δεν μιλάμε για μια απλή αλλαγή μεταξύ της συμπεριφοράς των σωματιδίων και των κυμάτων. Είναι περισσότερο σαν ένα φάσμα. Μερικές φορές η ύλη συμπεριφέρεται περισσότερο σαν ένα κύμα και μερικές φορές συμπεριφέρεται περισσότερο σαν ένα σωματίδιο. Η ακριβής φύση της συμπεριφοράς της εξαρτάται από την συγκεκριμένη κατάσταση και τον τρόπο που παρατηρείται.
Αυτή η έννοια είναι μια από τις πιο μυαλικές πτυχές της κβαντικής μηχανικής και εξακολουθεί να αποτελεί πηγή γοητείας και έρευνας.
