Путь частицы или волна-пилот наносит ответный удар

Как так вышло, что одна из самых практичных и интуитивно понятных интерпретаций квантовой механики стала маргинальной? Всё довольно прозаично: предрассудки, конформизм и коммунисты…

В общем, история квантовой механики объясняется в учебниках как хроника, где каждый шаг естественно вытекает из предыдущего. Однако все было с точностью до наоборот. Развитие квантовой механики шло зигзагообразным путем, полным недоразумений и личных споров. Это была болезненная история, когда ученые были вынуждены отказаться от устоявшихся классических концепций и исследовать новые, творческие пути. Большинство новых маршрутов уходило в никуда. Другие были просто брошены. Некоторые из исследованных путей оказались успешными в создании новых математических формализмов, способных предсказывать эксперименты в атомном масштабе.

Даже такие успешные маршруты были достаточно болезненными, поэтому такие авторитетные ученые, как Альберт Эйнштейн или Эрвин Шредингер, решили не поддерживать их.

История

Квантовый мир необъясним в классических терминах. Предсказания о взаимодействиях материи и света, воплощенные в законах Ньютона и уравнениях Максвелла, находятся в явном противоречии с экспериментальными фактами в микроскопическом масштабе.

Ключевой особенностью квантовых эффектов является их кажущаяся неопределенность, то, что отдельные атомные события непредсказуемы, неуправляемы и буквально не имеют причины. Закономерности проявляются только при рассмотрении большого ансамбля таких событий. Ряд квантовых явлений требует фундаментального пересмотра детерминистской классической картины мира:

  • Самоинтерференция: пучок электронов, посылаемый по одному через барьер с двумя щелями, создает на экране интерференционную картину, характерную для волн.
  • Туннелирование: переход носителей заряда через тонкую оксидную плёнку металла, имеющую диэлектрические свойства, и обеспечивающее проводимость точек механического соединения проводников (скрутки проводов, зажимы, джамперы).
  • Стабильность материи: атомы и молекулы существуют только в определенных дискретных, или «стационарных», энергетических состояниях. По этой причине они не схлопываются, как предсказывает классическая электродинамика. Во время переходов между стационарными состояниями (квантовых скачков) атом обменивается дискретным количеством энергии с электромагнитным полем.
  • Спин: пучок атомов, прошедший через неоднородное магнитное поле, расщепляется на дискретный набор потоков.

Дискретный, статистический и нелокальный характер этих явлений явно противоречит непрерывной, детерминистской и в целом локальной структуре мира, соответствующей классической физике частиц и полей.

Подробнее
Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 4 (1 vote)
Источник(и):

Хабр