Comments 9
В отличие от фотонов, одинаковые электроны не могут скапливаться в одном и том же месте. Вместо этого каждый электрон должен отличаться от своих товарищей хотя бы одним способом: другим расположением, энергией или ориентацией
Значит ли это, что в атоме гелия 2 электрона с разными спинами занимают одно и то же место в пространстве? Нет, ибо "место в пространстве" не определено для элементарной частицы, просто в этом случае области их обнаружения имеют максимальное пересечение.
И говоря про "одно и то же место в пространстве", мы неявно предполагаем, что пространство квантуется, что квант пространства и есть это самое "одно и то же место". Но это не менее интересная тема, и здесь есть аргументы и за и против....
Вообще-то да. Пространственное распределение плотности вероятности пары электронов с противоположным спином абсолютно! одинаково.
ПС. Если берём статическое решение уравнения Шредингера. В неравновесном случае скорее нет.
Представление об электронах, как о занимающих какое-то место, имеет смысл в рамках модели для объяснения орбиталей и разнообразия атомов, хотя конечно же противоречит максимально точной модели квантовых явлений которую мы имеем в действительности. Оригинал это заметка в научпоп-блоге. Краткое введение в базовые понятия не обязано быть точным во всех смыслах. Ну вот для наглядности: "например у фотона спин 1 у гравитона 2". Прошу прощения, но ставить уважаемый фотон с гипотетическим гравитоном очень не точно! Не "например 2", а "может быть 2" )) И сюда еще добавить неточности перевода.
Думаю, цель и задача научпопа не максимально раскрыть тему, а заставить задаваться вопросами. Если ваш уровень понимания уже превышает заданный в заметке - тоже здорово, научпопа все равно много не бывает )
Его советник, Вольфганг Паули
Это сильно, конечно, так перевести advisor.
В каком-то ролика кажется, Семихатов говорил, что электроны -- это возмущения в поле, отвечающем за ээлектроны. Передаю смысл, как его понял, за точность не ручаюсь.
Как я это понимаю: электрон -- это не шарик-камушек, а что-то вроде вихря этого самого поля. С другой стороны, в атоме электроны образуют Электронное облако. Википедия описывает его как "модель, иллюстрирующая распределение плотности вероятности нахождения электрона по координатам, обычно в атоме или молекуле."
Я попытался найти, что же физически представляет собой это облако, но определения уводят в сторону, говоря о вероятности обнаружения, но не о природе облака как такового. Я понимаю, что в квантовой механике так принято -- типа "заткнись и считай", но хочется все-таки иметь что-то, что можжно было бы "почувствовать", а не только "воображать".
Поэтому -- вопрос: Можно ли представить электрон в атоме как тот же самый вихрь "электронного поля", который "охватывает" ядро, как например, атмосфера охватывает Землю? При этом несколько электронов на одной орбитали сливаются в единый вихрь, форму которого и определяют уравнения КМ. Т.е. там нет отдельных объектов-электронов, а только один объект -- электронное облако. Отдельные электроны "появляются" только тогда, когда на это облако оказывается воздействие (например. поглощается фотон).
Поэтому -- вопрос: Можно ли представить электрон в атоме как тот же самый вихрь "электронного поля", который "охватывает" ядро, как например, атмосфера охватывает Землю?
Электрон на самом деле простая штука, если не думать о его спине. Это точка, отмеченная в пространстве. Если со спином, то это точка с отмеченным направлением.
Но дальше интереснее. Сама реальность устроена неожиданным образом - все что слишком мало для измерения не может иметь определенного состояния. Т.е. электрон это точка. Но мы как бы существуем одновременно в миллиардах разных реальностей в каждой из которых эта точка стоит в разных местах. И мы не знаем какая из них наша пока не начали ловить этот электрон. А когда начали, то будет работать особая математика, уменьшающая этот ансамбль возможных реальностей.
Дальше, представьте что мы напихали много фотонов в зеркальный ящик. Каждый фотон это тоже только точка в пространстве. Но ввиду описанного свойства реальности, нет определенности ни сколько этих фотонов, ни где каждый из них. В итоге эта куча фотонов ведёт себя совсем не как куча фотонов а как нечто единое целое, способное выдавать фотоны. Вот такая ситуация называется полем.
Т.е. если хочется образной картины, то проще считать поле кучей размытых частиц чем частицы вихрями поля.
Помнится, переставляя две идентичные частицы между собой, волновая функция может либо поменять знак, либо нет (квадрат модуля остаётся прежним!). В первом случае эти частицы фермионы, во втором бозоны.
Все что создал человек, включая атомные реакторы и бомбы основано на физике доэлектронной эпохи. Изобретение электрона заставило идти науку по ложному пути и подгонять новые теории лишь бы теория электрона не разваливалась как в первые годы существования.
Материя против силы: почему существует ровно два типа частиц