Ποια είναι η συνάρτηση κύματος του μεμονωμένου ηλεκτρονίου στο σύμπαν;
* Άπειροι βαθμοί ελευθερίας: Μια λειτουργία κύματος στην κβαντική μηχανική περιγράφει την κατανομή πιθανότητας της θέσης και της ορμής ενός σωματιδίου. Σε ένα σύμπαν με άπειρο χώρο, το ηλεκτρόνιο θα έχει άπειρο αριθμό πιθανών θέσεων και στιγμής. Αυτό οδηγεί σε μια άπειρη λειτουργία κύματος που είναι πρακτικά αδύνατη να περιγραφεί μαθηματικά.
* αλληλεπιδράσεις: Το ηλεκτρόνιο δεν θα υπήρχε μεμονωμένα. Θα αλληλεπιδράσει με αμέτρητα άλλα σωματίδια, συμπεριλαμβανομένων φωτόνων, άλλων ηλεκτρονίων, πρωτονίων και ούτω καθεξής. Αυτές οι αλληλεπιδράσεις θα επηρεάζουν συνεχώς τη λειτουργία των κυμάτων του ηλεκτρονίου, καθιστώντας τη δυναμική και εξαιρετικά δύσκολο να μοντελοποιηθεί.
* Το πρόβλημα πολλών σωμάτων: Ακόμα κι αν μπορούσαμε να απομονώσουμε το ηλεκτρόνιο, το πρόβλημα της περιγραφής ενός μόνο ηλεκτρονίου σε ένα σύμπαν με τόσα πολλά σωματίδια είναι γνωστό ως "πρόβλημα πολλών σωμάτων". Πρόκειται για ένα περίεργο περίπλοκο πρόβλημα στη φυσική που στερείται μιας γενικής λύσης.
Τι μπορούμε να κάνουμε:
* προσεγγίσεις: Αντί για ολόκληρο το σύμπαν, μπορούμε να εξετάσουμε συγκεκριμένες περιοχές ή συστήματα όπου οι αλληλεπιδράσεις των ηλεκτρονίων είναι περιορισμένες. Μπορούμε στη συνέχεια να χρησιμοποιήσουμε προσεγγίσεις και απλοποιημένα μοντέλα για να περιγράψουμε τη συμπεριφορά του ηλεκτρονίου σε αυτήν την περιοχή.
* Θεωρία κβαντικού πεδίου: Αντί να προσπαθήσουμε να περιγράψουμε ένα μόνο ηλεκτρόνιο, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τη θεωρία του κβαντικού πεδίου. Αυτή η προσέγγιση επικεντρώνεται σε πεδία που διαπερνούν όλο το διάστημα και περιγράφουν τη δημιουργία και την εξαφάνιση των σωματιδίων, συμπεριλαμβανομένων των ηλεκτρονίων.
Στην ουσία, η έννοια μιας ενιαίας λειτουργίας κύματος ηλεκτρονίων σε ολόκληρο το σύμπαν είναι μια μη πρακτική ιδέα. Πρέπει να βασιζόμαστε σε προσεγγίσεις και πιο εξελιγμένες θεωρίες όπως η θεωρία του κβαντικού πεδίου για να κατανοήσουμε τη συμπεριφορά των σωματιδίων σε συγκεκριμένες περιοχές του σύμπαντος.
