Όταν η αβεβαιότητα στη θέση ενός ηλεκτρονίου είναι μηδέν, τι θα είναι ορμή;
Η αρχή της αβεβαιότητας του Heisenberg
Η αρχή της αβεβαιότητας του Heisenberg δηλώνει ότι είναι αδύνατο να γνωρίζουμε τόσο τη θέση όσο και την ορμή ενός σωματιδίου (όπως ένα ηλεκτρόνιο) με τέλεια ακρίβεια ταυτόχρονα. Μαθηματικά, αυτό εκφράζεται ως:
* Δx * ΔΡ ≥ h/4π
Οπου:
* ΔX είναι η αβεβαιότητα στη θέση
* ΔΡ είναι η αβεβαιότητα στην ορμή
* h είναι η σταθερά του Planck (θεμελιώδης σταθερά στην κβαντική μηχανική)
το σενάριο
Εάν η αβεβαιότητα στη θέση ενός ηλεκτρονίου (Δx) είναι μηδέν, πράγμα που σημαίνει ότι γνωρίζουμε τη θέση του με τέλεια ακρίβεια, τότε η αβεβαιότητα στη δυναμική της (ΔΡ) πρέπει να γίνει απείρως μεγάλη.
Γιατί συμβαίνει αυτό
Αυτό δεν είναι απλώς ένας περιορισμός των εργαλείων μέτρησης μας. Είναι μια θεμελιώδης ιδιότητα της κβαντικής μηχανικής. Εδώ είναι γιατί:
* Διπλότητα κύματος-σωματιδίου: Τα ηλεκτρόνια συμπεριφέρονται τόσο σαν σωματίδια όσο και κύματα.
* Κύματα και αβεβαιότητα: Τα κύματα δεν έχουν ακριβή θέση, αλλά μάλλον κατανομή πιθανότητας. Για να έχει μια τέλεια καθορισμένη θέση, το κύμα θα πρέπει να είναι απείρως στενό, πράγμα που είναι αδύνατο.
* ορμή και μήκος κύματος: Η ορμή ενός σωματιδίου σχετίζεται με το μήκος κύματος του. Ένα τέλεια εντοπισμένο κύμα θα είχε ένα απείρως σύντομο μήκος κύματος, που σημαίνει μια απείρως μεγάλη δυναμική.
Συνοπτικά
Εάν γνωρίζετε τη θέση ενός ηλεκτρονίου με απόλυτη βεβαιότητα (ΔX =0), δεν γνωρίζετε απολύτως τίποτα για τη δυναμική του (το ΔΡ είναι άπειρη). Πρόκειται για άμεση συνέπεια της αρχής της αβεβαιότητας του Heisenberg και της δυαδικότητας των κυμάτων της κβαντικής μηχανικής.
