Физики научились придавать фронту волны де Бройля формы радуги и тора

Наука и жизньНаука

Где находится заряд в электронной волне де Бройля?

Электрон представляет собой квантовый объект, который при определённых условиях ведёт себя подобно волне, что в квантовой механике описывается с помощью так называемой волновой функции. Физики выдвинули несколько интерпретаций квантовой механики и волновой функции, но наиболее популярная копенгагенская интерпретация связывает её с вероятностью нахождения частицы в данной точке. Таким образом сам электрон, рассматриваемый в классическом приближении как элементарная частица с радиусом 2,8∙10-15 м или объект с квантовым размером (комптоновской длиной волны) 3,9∙10-13 м, может находиться в любом месте внутри волны вероятности. Это называется неопределённостью координаты электрона, поскольку мы не знаем, где именно внутри фиктивной волны находится реальный электрон. Характерный размер области, занимаемой волновой функцией, в некоторых случаях может достигать миллиметров, что в десятки миллиардов раз больше, чем квантовый размер электрона. Такая точка зрения согласуется с многочисленными экспериментами, в том числе по излучению электромагнитных волн, в которых электроны излучают не как протяжённые в пространстве волны, а как маленькие шарики с электрическим зарядом.

Излучение Смита—Парселла электронной волны в форме пончика, проходящей над металлическими полосками. Её поперечный размер постепенно возрастает. Рисунок из статьи авторов работы: arxiv.org/pdf/2009.03169.pdf

Однако за последние 10 лет физики научились придавать фронту волны де Бройля различные формы, в частности радуги или тора (пончика). В последнем случае электроны получили название «закрученные». И выяснилось, что форма и размер такой волны влияют на физические процессы взаимодействия с веществом, в которых принимает участие подобный электрон. А ведь такого не должно происходить, если электрон представляет собой почти точечную частицу. Это свидетельствует в пользу другой, несколько непривычной интерпретации волны де Бройля, в которой заряд электрона представляется как бы размазанным по всему пространству, занимаемому волной. То есть электрон может вести себя как облачко заряда определённой формы, если его положение в пространстве внутри облака напрямую не измеряется (при измерении координат квантового объекта его волновая функция перестаёт существовать — испытывает так называемый коллапс).

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Пройдя под парусом проливом Дрейка… Пройдя под парусом проливом Дрейка…

Зрелище надвигающегося штормового заряда из пролива Дрейка завораживает

Наука и жизнь
Знаешь ли ты, как закончились сериалы нашего детства Знаешь ли ты, как закончились сериалы нашего детства

Что произошло в финале «Зачарованных» и «Санта-Барбары»?

Cosmopolitan
Поцци, Пьомби и Карчери Поцци, Пьомби и Карчери

В средневековой Венеции чуть ли не в каждом районе имелась собственная тюрьма

Дилетант
Что делать, если на машину упал снег с крыши. Инструкция Что делать, если на машину упал снег с крыши. Инструкция

Куда обращаться и что делать, если автомобиль раздавило снежным комом

РБК
Подмосковное озеро расскажет о развитии Земли Подмосковное озеро расскажет о развитии Земли

В Московской области нашли озера, которые могут иметь метеоритное происхождение

Наука и жизнь
Романтичные поступки, от которых не тошнит: 12 свежих идей для ценителей искренности Романтичные поступки, от которых не тошнит: 12 свежих идей для ценителей искренности

Идеи для тех, кто хочет сделать 14 февраля запоминающимся

Playboy
Опасные гидраты и где они обитают Опасные гидраты и где они обитают

Потепление климата связывают с ростом в атмосфере количества парниковых газов

Наука и жизнь
История одной катастрофы: Павел Табаков и Михаил Ефремов в сериале «Полет» История одной катастрофы: Павел Табаков и Михаил Ефремов в сериале «Полет»

«Полет» — сериал о внутренней катастрофе и кризисе

Forbes
Сверхкритическое состояние или умный текстиль? Сверхкритическое состояние или умный текстиль?

В Институте химии растворов им. Г. А. Крестова разрабатывают уникальный текстиль

Наука и жизнь
Поза определяет сознание: как управлять собой и окружающими без слов Поза определяет сознание: как управлять собой и окружающими без слов

Меняя свои позы, ты можешь изменить очень многое

Maxim
Английское убийство Английское убийство

Смерть инакомыслящего: по заказу монарха или по недоразумению?

Вокруг света
Новый альбом Земфиры «Бордерлайн»: что о нем думают психологи Новый альбом Земфиры «Бордерлайн»: что о нем думают психологи

Психологи — о том, как они воспринимают альбом Земфиры «Бордерлайн»

Psychologies
Горланов Горланов

Как архитектор Антон Горланов сделал дизайн для двух самых громких премьер 2019

Собака.ru
Гигантский айсберг проплыл мимо острова Южная Георгия и стремительно распадается Гигантский айсберг проплыл мимо острова Южная Георгия и стремительно распадается

Похоже, экологическую катастрофу удалось предотвратить

National Geographic
Геополитические конфликты из-за энергетической безопасности Геополитические конфликты из-за энергетической безопасности

Отрывок из книги Дэниела Ергина «Новая карта мира»

СНОБ
Как Джефф Безос стал самым богатым человеком в мире Как Джефф Безос стал самым богатым человеком в мире

Как Джефф Безос сколотил империю и заработал почти $200 млрд

РБК
В детстве трава зеленее: зачем мы идеализируем прошлое В детстве трава зеленее: зачем мы идеализируем прошлое

Почему мы так упорно оглядываемся назад и в чем кроется причина ностальгии

Psychologies
10 российских средств ПВО: ЗРК и ЗРС 10 российских средств ПВО: ЗРК и ЗРС

Зенитно-ракетные системы и комплексы - самые сложные военные машины

Популярная механика
Невероятная жизнь изобретателя велосипеда Невероятная жизнь изобретателя велосипеда

Немецкий барон Карл фон Дрез изобрел не только велосипед

Maxim
Три стратегии для тех, кто хочет заставить капитал работать Три стратегии для тех, кто хочет заставить капитал работать

Чем руководствоваться при формировании инвестиционного портфеля

СНОБ
Привычки, которые сделали мой мозг моложе Привычки, которые сделали мой мозг моложе

Практики осознанности, благодаря которым мозг может помолодеть

Reminder
Где найти рабочего-программиста? Где найти рабочего-программиста?

В России обостряется дефицит технических рабочих кадров

Эксперт
И в шутку, и всерьез. Премьера по пьесе Ивана Вырыпаева на сцене «Современника» И в шутку, и всерьез. Премьера по пьесе Ивана Вырыпаева на сцене «Современника»

Спектакль «Иллюзии» — несколько историй любви длиною в жизнь

СНОБ
Веероносцы и шмелевидки из Евразии помогут новозеландцам в борьбе с инвазивными осами Веероносцы и шмелевидки из Евразии помогут новозеландцам в борьбе с инвазивными осами

Новая Зеландия разрешила ввезти в страну два вида насекомых из Евразии

N+1
Гневная инженерия: 9 седанов, которые не получились Гневная инженерия: 9 седанов, которые не получились

Седаны: худшие из худших

Maxim
Депутат из Интернета Депутат из Интернета

Как заработать миллион подписчиков на депутатской деятельности

Эксперт
Клиенты, сервисы, безопасность: опыт ВТБ в преодолении последствий пандемии Клиенты, сервисы, безопасность: опыт ВТБ в преодолении последствий пандемии

Для банковского рынка и его клиентов 2020 год оказался неплохим

Forbes
Внутренний покой: 8 черт людей, которые его обрели Внутренний покой: 8 черт людей, которые его обрели

Как живут люди, которые научились жить в мире с собой и с окружающими

Psychologies
Неизвестные X и Y Неизвестные X и Y

Как и, главное, зачем природа разделила обитателей земли на юношей и девушек

Вокруг света
Заколесье протеста. Как задержанные и арестованные на протестах добираются домой из ОВД и спецприемника в Сахарово Заколесье протеста. Как задержанные и арестованные на протестах добираются домой из ОВД и спецприемника в Сахарово

Как «ОВД-Такси» помогает задержанным во время протестов людям

СНОБ
Открыть в приложении