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Probabilité en mécanique quantique. D'où cela vient-il et comment le simplifier pour comprendre

introduction


Cet article est destiné aux personnes qui ont une connaissance initiale de la mécanique quantique, qui fait généralement partie du cours universitaire de physique théorique, ainsi qu'un vif intérêt pour celle-ci. La mécanique quantique, comme la matanalyse, nécessite une certaine connaissance initiale, et sans elle, toute lecture sera soit de la fiction, soit conduira à des idées fausses. Toutes les promesses de la mécanique quantique sont pour tout le monde un cadeau semblable aux slogans de la campagne socialiste. Néanmoins, cette connaissance nécessaire n'est pas aussi grande qu'elle puisse paraître, surtout pour ceux qui connaissent les mathématiques. Au début de l'étude, beaucoup de gens ont un problème - la signification probabiliste de la fonction d'onde et des choses connexes: le processus de mesure et l'hypothèse de réduction de la fonction d'onde sont difficiles à comprendre. De plus, à l'avenir, lors de la résolution de problèmes, cette signification ou interprétation probabiliste, en règle générale, n'est pas nécessaire,par conséquent, beaucoup n'y pensent même pas. Néanmoins, je voudrais savoir d'où elle vient et pourquoi elle est nécessaire, et si elle est nécessaire. Il s'avère que les considérations, qui ont probablement formé la base de ces postulats complexes et contradictoires, sont devenues nulles et non avenues au fur et à mesure que l'électrodynamique quantique progressait. Une connaissance approfondie de la compréhension n'est pas requise - vous pouvez simplement croire les résultats bien connus des manuels, mais le niveau initial est toujours nécessaire.Une connaissance approfondie de la compréhension n'est pas requise - vous pouvez simplement croire les résultats bien connus des manuels, mais le niveau initial est toujours nécessaire.Une connaissance approfondie de la compréhension n'est pas requise - vous pouvez simplement croire les résultats bien connus des manuels, mais le niveau initial est toujours nécessaire.

Sur le problème de l'interprétation de la fonction d'onde, des disputes ont été menées dès le début du développement de la mécanique quantique. Le plus célèbre est la discussion de Bohr et Einstein, qui a duré de nombreuses années. L'interprétation de la fonction d'onde en tant qu'amplitude de probabilité a été développée principalement par Born [1] et complétée par Bohr et Heisenberg [2] - physiciens de la «Copenhagen School». Plus tard dans la littérature, le nom «interprétation de Copenhague» a été adopté, ci-après CI. J'utilise la notation standard adoptée dans le "Cours de physique théorique" de L.D. Landau et E.M. Lifshits [3] et dans la plupart des autres manuels similaires. La deuxième partie de l'article propose des expériences critiques qui pourraient réfuter ou confirmer l'IC. Malheureusement, ils ne sont pas techniquement réalisables à notre époque.

Interprétation probabiliste


En KI, il est postulé que la fonction d'onde imageest l'amplitude de la densité de probabilité des coordonnées des particules. Cela signifie queimageest la distribution de densité de probabilité de sa détection au point x. Dans ce cas, le concept de mesure et le postulat de réduction de la fonction d'onde, qui ne découlent pas de l'équation de Schrödinger, sont introduits. Si dans toutes les sections précédentes de la physique, le processus de mesure était concret, décrit par les mêmes équations et obéissait aux mêmes lois que tout autre processus physique, alors en mécanique quantique, il n'est pas défini clairement et n'est pas décrit par des équations claires. Par exemple, dans le manuel classique Landau et Lifshitz [3], des mots absolument incompréhensibles sont condamnés à dire que la mécanique quantique a besoin d'un dispositif classique (non quantique), etc. La chose la plus intéressante est qu'à l'avenir aucun appareil classique n'est requis. Il est complètement incompréhensible au cours des études ultérieures pourquoi l'évolution de la fonction d'onde électronique dans l'interaction avec un tout à fait classique (avec une grande précision,si nous nous distrayons du spin) par l'objet - le noyau atomique, il est calculé à l'aide de l'équation de Schrödinger et est bien étudié, et l'interaction avec l'appareil de mesure entraîne une mystérieuse réduction de la fonction d'onde, ce qui ne peut pas être prouvé à l'aide de l'équation de Schrödinger. La réduction de la fonction d'onde est un autre postulat de CI qui provoque pas mal d'objections.

À l'heure actuelle, l'interprétation classique de Born a subi une juste révision, de sorte que beaucoup ne sont satisfaits ni du concept de mesure ni de la mystérieuse réduction. Beaucoup de travail sur ce sujet est apparu. Cependant, suivre le Born ou une autre interprétation n'affecte pas les méthodes de résolution des problèmes théoriques et les résultats mathématiques obtenus. Ces travaux s'apparentent donc davantage à des travaux philosophiques ou vulgarisateurs, il est difficile de les attribuer à une physique théorique sérieuse. Par exemple, l'interprétation multivariée proposée en 1957 par Everett [4], discutée dans [5], introduit de nombreuses variantes de réalités dont on ne sait pas comment se fait le choix. De nouvelles catégories sont introduites et ne sont utilisées nulle part ailleurs. Un tel nombre de versions différentes suggère qu'aucune n'est fondée.En même temps, c'est une interprétation incompréhensible qui complique grandement l'étude de la mécanique quantique au stade initial. Il existe une présentation axiomatique de la théorie quantique [6], où il n'y a aucune interprétation physique du vecteur d'état. C'est pratique pour un mathématicien, mais un physicien ne convient pas à un débutant.

Tous les travaux disponibles ne répondent pas à la simple question: «Qu'est-ce qui a poussé de nombreux talents de première classe à une interprétation aussi controversée dans les années 1920 et à introduire des concepts qui n'étaient pas définis au moins au niveau physique de la rigueur - la mesure, un appareil classique et l'hypothèse d'une réduction de la fonction d'onde, pas soutenu par des arguments de poids. " Pour comprendre, nous devons nous rappeler qu'en ces années, en mécanique quantique, il n'y avait qu'un seul type d'interaction - le champ électromagnétique et le principal type d'objets - les électrons.

Dans la théorie classique des champs, il existe également des concepts auxiliaires - une charge d'essai ou une trame avec courant. Mais ils sont nécessaires pour expliquer la signification physique des forces et potentiels de champ introduits. Une théorie cohérente et logique est construite sans eux, sur la base du lagrangien du champ et des charges. Puisque la mécanique quantique est commencée, ayant déjà maîtrisé la théorie des champs, le débutant a une question - cette interprétation probabiliste est-elle nécessaire? Quel est le mauvais point de vue d'Einstein, qui considérait les particules simplement comme des états de champs? Oublions les particules classiques et considérons simplement le domaine imagepour lequel il existe l'équation de Schrödinger. De plus, de nombreuses autorités n'étaient pas d'accord avec l'interprétation probabiliste (IC), à la fois dans le passé (Einstein, de Broglie) et maintenant (par exemple, Hawking). Tout comme le potentiel vectoriel en électrodynamique,imagen'a pas de signification physique directe. Certaines expressions quadratiques ont une signification physique. Pour un électron, la densité de charge est - e image , et la densité de courant est image e, m est la charge et la masse de l'électron, est la constante de Planck. Les expériences de diffraction d'électrons sur des cristaux et deux fentes sont interprétées dans ce cas très simplement - l'électron, comme une onde lumineuse, passe immédiatement à travers les DEUX fentes. À partir de l'équation de Schrödinger, ainsi que de l'équation d'onde pour la lumière, elle est déterminée imagesur une plaque photographique. De plus, nous supposons que le degré de noircissement est proportionnel par analogie avec la lumière, où le degré de noircissement est proportionnel à la moyenne ( E- intensité du champ électrique). Cette hypothèse est tout à fait plausible. Dans ce cas, le principe d'incertitude de Heisenberg n'est qu'une relation mathématique bien connue entre la dispersion quadratique moyenne d'une fonction et son image de Fourier.

Quels arguments l'école de Copenhague avait-elle en faveur de CI?

CI vous permet également d'interpréter un certain nombre d'expériences, par exemple, sur la diffraction d'électrons. Mais les expériences sont purement qualitatives - un noircissement de la plaque photographique a été envisagé [7] . En principe, nous pouvons considérer le modèle de détecteur le plus simple consistant en un trou en forme de (x) dans une grande boîte. Un électron dégage de l'énergie à un photon et passe à un niveau lié dans le puits. Pour que l'expérience soit correcte, le rayon de localisation dans-le puits doit être beaucoup plus petit que la longueur d'onde électronique. Cependant, un tel détecteur, comme il est facile à montrer, modifie sensiblement la fonction d'onde stationnaire de l'électron dans la boîte, de sorte que l'expérience perd son sens.

L'un des principaux arguments de Bourne était que, selon l'équation de Schrödinger, le paquet d'ondes d'une particule microscopique est indéfiniment flou avec le temps. Cela lui paraissait absurde. Cependant, dans le condensat de Bose-Einstein, chaque particule est étalée sur tout l'échantillon macroscopique, donc l'argument Born est incorrect. Il doit y avoir d'autres arguments contre l'interprétation de champ la plus simple imageproche du point de vue d'Einstein.

En effet, vous pouvez simplement entrer dans le domaine complexeen postulant les expressions écrites ci-dessus pour la densité de charge et le courant sur la base de l'équation de continuité. L'équation de Schrödinger est dérivée de la manière habituelle, et l'opérateur hamiltonien est une généralisation de l'expression classique pour une particule chargée. Mais il se pose alors un problème insoluble au niveau théorique de l'époque. Avec cette approche, dans l'hamiltonien de l'atome d'hydrogène, il faudrait, en plus de l'interaction avec le champ électrostatique du noyau, inclure l'interaction du nuage d'électrons avec son propre champ électrostatique, c'est-à-dire un terme de la forme

(1) apparaîtrait en énergie

Ce terme peut également être dérivé comme l'énergie du champ électromagnétique du nuage d'électrons, en négligeant les courants. Pour un atome d'hydrogène, un tel terme est du même ordre que l'interaction avec le noyau, c'est-à-dire qu'un spectre bien connu et vérifié expérimentalement changerait considérablement. De plus, même pour un électron libre, des conséquences absurdes surviennent - la répulsion de Coulomb conduit à l'expansion du paquet d'ondes et au maculage du nuage d'électrons dans tout l'espace disponible. Rien de tel n'est observé dans l'expérience. C'est peut-être précisément ce qui a conduit l'école de Copenhague à CI, car toutes les considérations simples ci-dessus leur sont probablement venues à l'esprit. En effet, pour une particule ponctuelle, un tel terme est absent; plus précisément, il se réduit à une constante. Plus loin,pour un atome d'hélium, la prise en compte de l'interaction coulombienne de deux électrons entre eux donne des résultats assez plausibles, ce qui correspond là encore au concept de particules ponctuelles. Autrement dit, KI est apparu à défaut d'un meilleur. Mais en mécanique quantique non relativiste, les particules ne se posent pas et ne disparaissent pas. Ensuite, l'affirmation selon laquelle l'électron est à un moment donné contredit les expériences de diffraction d'un électron sur 2 fentes. Aussi dans le mentionné[7] l' expérience a observé une interférence sur un cristal unique d'électrons. Il est donc simple et logique d'expliquer l'équation de Schrödinger et des expériences bien connues sur la base de l'IC et des expériences connues. En conséquence, un certain algorithme a été inventé, qui dans certains cas prescrit de considérer un électron comme une particule, et dans d'autres - comme une onde, et appelé KI avec l'ajout du «dualisme onde de particules». Dans le même temps, l'interprétation habituelle du champ semble impossible en raison de l'absence de termes de type (1) dans l'énergie, c'est-à-dire "Auto-action" d'un électron.

En fait, lors de l'écriture (1), une hypothèse non prouvée a été implicitement faite - les électrons interagissent avec le champ électromagnétique classique. Le champ électromagnétique d'un électron peut-il être considéré comme classique? Pour comprendre, vous devez utiliser l'électrodynamique quantique. Après tout, en fait, il n'y a pas de potentiel Coulombien, mais il y a un champ électromagnétique interagissant avec les électrons. Dans ce cas, le champ électromagnétique inclus dans l'équation de Schrödinger ou Dirac pour un atome d'hydrogène est fondamentalement différent de celui qui provoque l'interaction entre les électrons. Il est classique, c'est-à-dire qu'il a une certaine signification en chaque point et est généré par l'objet classique - le noyau.

Pour étudier correctement le problème, il faut passer à la théorie quantique relativiste, puis la fonction d'onde devient un opérateur. Il n'est pas nécessaire (et aussi un lieu) d'écrire les formules et calculs correspondants, ceux qui le souhaitent les trouveront dans le manuel (voir par exemple [8]). Je me limite à présenter les résultats connus. Commençons par un électron libre. Pour comprendre ce qui va arriver à son paquet d'ondes (ou nuage), vous devez découvrir comment la fonction ou le propagateur de Green change en raison de l'interaction avec un champ électromagnétique. Les corrections à la fonction de Green d'un électron libre qui surviennent lorsque l'interaction avec un champ électromagnétique est prise en compte, formellement écrite selon la théorie de la perturbation, comme on le sait, se réduisent à des intégrales divergentes. Cependant, ce problème a été résolu. A été montré,que la prise en compte de l'interaction avec un champ électromagnétique quantifié pour un électron libre conduit simplement au remplacement dans les formules correspondantes de la charge et de la masse par des quantités renormalisées (observées) [8]. Ainsi, dans le cas non relativiste des petites impulsions, la prise en compte de l'interaction d'un électron avec un champ électromagnétique conduit simplement à l'équation de Schrödinger linéaire habituelle avec charge et masse renormalisées au lieu du terme (1), c'est-à-dire que l'hypothèse que le champ électromagnétique est classique donne un résultat fondamentalement incorrect dans ce cas. Une solution similaire avec renormalisation existe pour un électron dans un champ externe - elle est considérée dans la théorie du décalage de Lamb pour un atome d'hydrogène [8, 9].dans le cas non relativiste des petites impulsions, la prise en compte de l'interaction d'un électron avec un champ électromagnétique conduit simplement à l'équation de Schrödinger linéaire habituelle avec une charge et une masse renormalisées au lieu du terme (1), c'est-à-dire que l'hypothèse que le champ électromagnétique est classique donne un résultat fondamentalement incorrect dans ce cas. Une solution similaire avec renormalisation existe pour un électron dans un champ externe - elle est considérée dans la théorie du décalage de Lamb pour un atome d'hydrogène [8, 9].dans le cas non relativiste des petites impulsions, la prise en compte de l'interaction d'un électron avec un champ électromagnétique conduit simplement à l'équation de Schrödinger linéaire habituelle avec une charge et une masse renormalisées au lieu du terme (1), c'est-à-dire que l'hypothèse que le champ électromagnétique est classique donne un résultat fondamentalement incorrect dans ce cas. Une solution similaire avec renormalisation existe pour un électron dans un champ externe - elle est considérée dans la théorie du décalage de Lamb pour un atome d'hydrogène [8, 9].Une solution similaire avec renormalisation existe pour un électron dans un champ externe - elle est considérée dans la théorie du décalage de Lamb pour un atome d'hydrogène [8, 9].Une solution similaire avec renormalisation existe pour un électron dans un champ externe - elle est considérée dans la théorie du décalage de Lamb pour un atome d'hydrogène [8, 9].

Nous considérons maintenant deux électrons. Dans le cas de petits moments non relativistes, on peut introduire une interaction efficace entre eux dans l'équation de Schrödinger. Vous pouvez déterminer sa forme par l'amplitude de la diffusion mutuelle - elle est uniquement associée à l'interaction. Dans la technique des diagrammes de Feynman, des diagrammes avec 4 lignes électroniques externes lui correspondent. Dans le cas de petites impulsions, l'amplitude de diffusion correspondante se transforme en la formule classique de Rutherford avec une tolérance pour l'échange [8], c'est-à-dire que l'interaction entre les électrons dans un atome peut vraiment être envisagée en utilisant le potentiel de Coulomb.

Ainsi, les contradictions désagréables résultant de l'interprétation de la fonction d'onde comme un champ ordinaire, sans aucune propriété corpusculaire, peuvent être éliminées si la théorie quantique relativiste est impliquée. Cependant, dans la mesure où le champ électromagnétique est pris en compte, cela est tout à fait logique. En tout cas, cela est beaucoup plus compréhensible que le dualisme notoire et CI, et est proche du point de vue d'Einstein. En théorie relativiste, imageil devient déjà un champ quantifié, c'est-à-dire que pour un x donné, il n'est plus un nombre mais un opérateur. Mais tous ces résultats ont été obtenus environ 30 ans après le calcul théorique du spectre de l'atome d'hydrogène dans le cadre de la mécanique quantique non relativiste et une remarquable coïncidence avec l'expérience. Au fil des ans, CI a pris racine dans les têtes et les manuels.

La question peut se poser: pourquoi l'IC n'a-t-il pas disparu des manuels, s'il est si facile de s'en passer maintenant? J'ai montré cet article à plusieurs professeurs familiers de différentes universités et j'ai trouvé que ce sujet les intéressait peu. Pour les personnes qui maîtrisent déjà profondément la physique théorique, ce n'est pas pertinent. Il est également hors de propos pour les mathématiciens travaillant en physique théorique. Les grands scientifiques ont généralement cessé de s'intéresser à l'apprentissage et à la diffusion des connaissances dans la mesure où il y a 50 ans. Landau était le dernier des grands physiciens théoriciens à avoir mis l'enseignement et le travail avec les étudiants à un niveau égal ou supérieur aux résultats personnels, mais il n'a pas réussi à maîtriser de nouvelles méthodes d'électrodynamique quantique - il a eu un accident mortel.

Le processus de mesure, les valeurs de la grandeur physique et les états stationnaires. Autres problèmes de compréhension


De l'interprétation probabiliste (CI) et du processus de mesure, qui n'est spécifié d'aucune façon, il y a une autre confusion avec les probabilités des états et les valeurs d'une certaine quantité physique F d'une particule quantique. On fait valoir que les coefficients de dilatation imagedans les fonctions propres sont les amplitudes de probabilité pour détecter la valeur propre correspondante ou, qui est la même, les amplitudes de probabilité pour que la particule se trouve dans l'état propre correspondant. Une fois défini comme une fonction donnant une description complète des propriétés d'une particule ou d'un système, un tel postulat n'est guère perçu. Approximativement, comme la déclaration que dans une bouteille de vodka avec une probabilité de 0,4 est de l'alcool pur et avec une probabilité de 0,6 - de l'eau pure. En outre, il est postulé que la quantité est la valeur moyenne de F au sens probabiliste,- l'opérateur correspondant à F. De là, l'étudiant conclut de manière totalement incorrecte que la valeur F ne peut prendre que des valeurs de son spectre et que les lois de conservation sont de nature probabiliste. C'est complètement faux à la fois d'un point de vue formel et d'un point de vue physique. Les lois de conservation des grandeurs physiques de base - énergie, impulsion, impulsion angulaire, etc., sont beaucoup plus fondamentales que l'équation de Schrödinger, car elles découlent des propriétés générales de l'espace-temps. D'un point de vue formel, la quantité est conservée (indépendamment du temps) si l'opérateur commute avec le hamiltonien, c'est-à-dire si F est l'intégrale du mouvement. Dans ce cas, il est logique de considérer la valeur de F dans l'étatsinon, il faudra supposer que, par exemple, l'énergie n'est conservée qu'en moyenne. La valeur de la quantité physique F (énergie, quantité de mouvement, moment angulaire) de la particule peut alors être quelconque, c'est-à-dire pas nécessairement une valeur propre de l'opérateur .

Une confusion considérable dans ce domaine est créée en considérant exclusivement les états stationnaires, c'est-à-dire les vecteurs propres de l'hamiltonien. Les élèves ont souvent la conviction qu'il n'y a aucun autre état du tout, et l'énergie ne prend des valeurs que du spectre de l'hamiltonien. Pendant ce temps, les états stationnaires sont l'idéalisation, qui existe rarement sous sa forme pure. Beaucoup plus proche de la réalité (par exemple, pour les particules libres) des états cohérents qui minimisent la relation d'incertitude. La restriction de la considération exclusivement aux états stationnaires conduit à déclarer, errant d'un manuel à l'autre, que l'énergie du mode de champ électromagnétique avec la fréquence change toujours par un multiple, c'est-à-dire un nombre entier de photons. Mais cela n'est vrai que si les états initial et final sont stationnaires, ce qui est complètement facultatif. En général, il est dit presque universellement dans la littérature pédagogique que le champ électromagnétique est une collection de photons, c'est-à-dire que les états non stationnaires sont à nouveau ignorés. Ceci est complètement incorrect et conduit à des problèmes de résolution de problèmes simples. Considérons, par exemple, un électron dans un puits de potentiel à deux niveaux . D'une manière ou d'une autre, par exemple, à la suite d'une perturbation à court terme, il passe dans l'état et - les fonctions d'onde correspondant à et . Cet état a plus d'énergie que le sol, et au fil du temps, l'électron doit revenir au niveau inférieur, abandonnant l'énergie excédentaire au champ électromagnétique (nous supposons que la transitionpas interdit en raison de certaines symétries). Il est facile de voir que, si nous nous limitons au premier ordre de la théorie des perturbations, alors la transition ne peut se produire que par interaction avec le mode du champ électromagnétique de fréquence . Cela découle de la dépendance temporelle des fonctions d'onde initiale et finale dans la représentation de Schrödinger. Mais la transition avec l'émission d'un photon avec de l'énergie est impossible en raison de la loi de conservation de l'énergie - la différence d'énergie entre les états initial et final est moindre . Après cela, l'élève conclut que la transition est interdite. Cependant, si nous abandonnons l'hypothèse non fondée selon laquelle l'état final est stationnaire, la réponse est facile. Pour être précis, que l'état initial du mode électromagnétique c soit broyé, puis son état finalsatisfait à la loi de conservation de l'énergie et a la fréquence souhaitée pour que la transition d'un électron au niveau du sol soit possible. Mais parler de la naissance d'un photon est incorrect. A partir de cet exemple, en passant, on voit que pour une explication qualitative (simplifiée) des spectres de rayonnement et d'absorption dans le cas non relativiste, ainsi que de l'effet photoélectrique, il n'est pas nécessaire d'utiliser les propriétés "corpusculaires" des ondes électromagnétiques.

Le problème à deux niveaux démonté présente le plus grand intérêt en ce qui concerne le spin électronique. Soit un électron dans un état lié avec un spin le long de l'axe x. Nous appliquons un champ magnétique le long de l'axe z. Ensuite, la fonction d'onde de l'électron peut être écrite sous la forme , où , a et- les fonctions d'onde avec spin le long et contre l'axe z, qui sont des fonctions propres de l'hamiltonien. Si vous adhérez au CI, alors avec une probabilité de ½ un électron émettra un photon avec de l'énergie . Si nous abandonnons l'IC, à la suite de l'émission, nous obtenons l'état instable du mode de champ électromagnétique avec la fréquence décrite ci-dessus . Puisqu'on suppose toujours que la fréquence correspond à l'énergie , on conclut de l'énergie de rayonnement totale que le nombre de photons émis est la moitié du nombre d'électrons, c'est-à-dire que la moitié des électrons étaient à l'état. Si au cours de l'expérience, il était possible de distinguer un état instable à demi-énergie d'un photon standard, il serait alors possible de confirmer ou de réfuter expérimentalement l'IC. Mais, en tout cas, l'équation de Schrödinger, écrite pour l'électron et le mode photon , ne peut pas conduire à l'émission d'un photon avec de l'énergie - cela découle de la loi de conservation de la grandeur , où l'opérateur est l'hamiltonien. Cela nécessite une mystérieuse réduction de la fonction d'onde.

On pourrait distinguer un état non stationnaire d'un état stationnaire par l'impulsion de recul des électrons. Dans le second cas (si KI est rejeté), il est 2 fois plus petit. Pour un état localisé d'un électron avec une énergie de liaison E de l'ordre de 10 -1la probabilité d'ionisation électron-volt sera différente dans les deux cas, et le seuil d'ionisation dans le champ magnétique sera 2 fois différent. Malheureusement, une estimation montre que l'ionisation nécessite des champs magnétiques trop puissants 10 11 gf. De tels champs sont actuellement inaccessibles.

Il serait possible d'utiliser des électrons libres pour la vérification expérimentale, dont l'orientation de spin est donnée par un champ magnétique. Considérons une configuration composée d'une chambre avec des électrons libres dans un fort champ magnétique le long de l'axe z. Les électrons volent hors du trou dans la chambre avec un champ magnétique, ayant une rotation le long de l'axe z, dans la chambre, où 2 disques identiques avec des trous déplacés d'un angle φ sont situés sur l'axe de rotation. Une telle configuration permet d'obtenir un faisceau d'électrons de même énergie parallèle à l'axe x. Une fois dans un champ magnétique dirigé le long de l'axe x, les électrons avec des spins orientés le long de l'axe z devraient commencer à émettre des photons de fréquenceou les modes non stationnaires ci-dessus de la même fréquence. Dans ce cas, l'élan de recul peut diminuer ou augmenter la vitesse de l'électron. Si la vitesse des électrons dans le faisceau est suffisamment petite, des électrons apparaîtront, volant vers l'arrière, qui peuvent être détectés. Cela permettrait une vérification expérimentale critique de l'IC. Malheureusement, aux champs magnétiques les plus élevés actuellement atteignables ~ 10 6 G, l'impulsion de recul correspond à une énergie de 3 * 10 -11 eV ou une vitesse de l'ordre de 3 m / s. Il est assez difficile d'assurer une vitesse d'électrons aussi faible, car elle est bien inférieure à la thermique.

Conclusion


L'interprétation des champs permet de remettre la mécanique quantique dans le cadre d'une exposition systématique adoptée dans les sections restantes du cours de physique théorique. En effet, tous les volumes du cours de physique théorique de Landau et Lifshitz sont construits selon un schéma unique, avec un système clair de concepts et de postulats, et seul le volume 3 est basé sur certains concepts externes comme le processus de mesure, un appareil classique, etc., et ces concepts eux-mêmes sont clairement non défini.

Il n'est donc pas surprenant qu'il existe des preuves de la nièce de L.D. Landau [10] , que lui-même, qui a placé dans son célèbre «Cours de physique théorique» une exposition détaillée de l'IC [3], la traitait de manière totalement indifférente:
«À mon frère, alors étudiant, Lena Kardashinsky, selon ses souvenirs littéraux, en réponse à la question: qu'est-ce qu'un électron, Dau, à sa manière décisive qui le caractérise, a répondu:« L'électron n'est pas un corpuscule et pas une onde. De mon point de vue - c'est une équation, dans le sens où ses propriétés sont mieux décrites par l'équation de la mécanique quantique, et il n'est pas nécessaire de recourir à d'autres modèles - corpusculaire ou ondulatoire ». ". Les conclusions de cet article sont, en général, conformes à l'avis de Landau - aucun concept, postulat, etc. supplémentaires ne sont nécessaires. pour expliquer la signification physique de la mécanique quantique. Le concept traditionnel d'un champ suffit.

Comme je l'ai écrit ci-dessus, pour les spécialistes, cette question n'est généralement pas pertinente. Mais pour les étudiants en physique qui maîtrisent le matériau et essaient de comprendre la signification physique des formules, c'est très important. Surtout maintenant, lorsque l'intérêt général pour la physique est tombé sous le socle.

Si l'article suscite l'intérêt, je peux écrire une suite sur le soi-disant «enchevêtrement quantique». En fait, ce nom dans les documents en russe vient de l'analphabétisme - dans les manuels, par exemple, [3] §14, ces conditions sont toujours appelées mixtes, mais les auteurs des articles, semble-t-il, n'ont pas lu les manuels. À partir d'un simple raisonnement, on comprendra pourquoi aucune téléportation quantique d'informations n'existe et pourquoi des expériences spectaculaires avec ces états intéressent peu la science. Ce sont des effets sur le public et non sur les spécialistes.

Littérature:

1. Born M. Interprétation statistique de la mécanique des ondes // Physique atomique - M.: Mir, 1965
2. Heisenberg V. Développement de l'interprétation de la théorie quantique // Niels Bohr et le développement de la physique / collection de livres. édité par Pauli V. - M: IL, 1958. - P. 23-45.
3. Landau, L. D., Lifshits, E. M. Mécanique quantique (théorie non relativiste). - 3e édition, révisée et complétée. - M.: Nauka, 1974.- 752 p. - («Physique théorique», Volume III).
4. Hugh Everett. Formulation «État relatif» de la mécanique quantique. Tour. Mod. Phys., Vol. 29, N 3, juillet 1957.
5. Mensky M. B. L'homme et le monde quantique. Fryazino: Vek2, 2005. - 320 p. - (La science pour tous). ISBN 5-85099-161-1 UDC 530.1 BBK 22.31 M50
6. Bogolyubov N. N., Logunov A. A., Todorov I.T. Principes fondamentaux de l'approche axiomatique dans la théorie des champs quantiques., «Nauka», Physique générale et mathématiques, 1969 E30.1 B 74 UDC B30.14B
7. Diffraction d'électrons simples alternativement volants. De la littérature actuelle. Physics-Uspekhi, 1949 août, XXXVIII, no. 4
ufn.ru/ufn49/ufn49_8/Russian/r498e.pdf
8. Akhiezer A. I., Berestetskiy V. B. Electrodynamique quantique. - 3e édition, révisée. - M .: Nauka, 1969 .-- 623 p.
9. P.A.M. Dirac. Conférences sur la théorie quantique des champs. Traduit de l'anglais par B. A. Lysov. Sous la direction de A. A. Sokolov. Maison d'édition Mir, Moscou 1971
10. Ella RYDINA. Leo Landau: traits pour le portrait // Bulletin, n ° 5, 6, 7 (n ° 342-344). Mars 2004 www.vestnik.com/issues/2004/0303/win/ryndina.htm

Source: https://habr.com/ru/post/fr385535/

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