//////

Miesięczne archiwum: Styczeń 2013

OKREŚLONE WARTOŚCI

Teoria kwan­tów mówi raczej o przewidywanych niż określonych wartościach poszczególnych wielkości, raczej o prawdopodobieństwie niż o pewności. Przewidywanie jest więc bardziej niepewne, skutek — związany z przyczyną w bardziej rozmyty sposób, szczególnie w sytuacjach obej- mujących pojedyncze zdarzenia. Klasyczna or­bita elektronu w atomie przestaje istnieć — staje się tylko chmurą prawdopodobieństwa znalezienia elektronu w danym obszarze prze­strzeni. Zachowanie energii i pędu dotyczy tylko wartości średnich, w indywi­dualnych zaś przypadkach energia może two­rzyć się z niczego i znikać bez śladu.

 

PRAWDOPODOBNA SYTUACJA

Niemniej jednak najbardziej prawdopodobna jest sytua­cja, że energia zostaje zachowana. Dogmatycz­ny absolutyzm klasycznego prawa zostaje za­stąpiony bardziej realistycznymi probabilistycz­nymi prawami mechaniki kwantowej. Ścisły determinizm co prawda znika, lecz pojawiają się szczegółowe modele oddziaływań wszystkich rodzajów opisane przez teorię kwantów, zapo­czątkowaną przez Schródingera, Heisenberga, Pauliego i Diraca, i te modele mają precyzyj­ną charakterystykę ilościową. Przypadek nie jest pojęciem obcym fizyce klasycznej, jak się okaże w jednym z dalszych rozdziałów. Jed­nakże gdy mamy do czynienia z wielką liczbą cząstek, jesteśmy zmuszeni do ograniczenia pomiarów do wielkości średnich, odchyleń od średniej itd.

NIEMOŻLIWE W PRAKTYCE

W praktyce jest zupełnie niemoż­liwe wyznaczenie w danej chwili położenia, pędu i energii każdej cząstki. Obecnie, gdy wiemy, że nie możemy, nawet w zasa­dzie, wyznaczyć dokładnie ani położenia, ani pędu cząstki, powinniśmy nasze podejście sta­tystyczne zastosować również na poziomie in­dywidualnej cząstki. Jest to niezbędne, ponieważ cząstki elemen­tarne posiadają kwant swobody. Ich zacho­wanie nie jest tak ściśle określane, jak w przy­padku cząstek fizyki dziewiętnastowiecznej. Po­jawia się element wyboru w pewnych wyzna­czonych granicach. Nie wszystko jest im do­zwolone, lecz mało co całkowicie zakazane. Od­chylenia od normy są tolerowane pod warun­kiem, że po uśrednieniu nadal obowiązują pra­wa klasyczne.

REZULTAT SWOBODY

Jako rezultat tej swobody po­wstaje opowieść mówiąca o tak przedziwnych efektach, pojęciach i skutkach, że można się dziwić miłośnikom fantastyki, iż przekładają nad nią opowieści z dziedziny science fiction, ponieważ te ostatnie w porównaniu z prawdą naukową należy wręcz uznać za zwyczajne i pozbawione polotu. Swoboda jest zazdrośnie strzeżona. Spróbuj­my uwięzić elektron wewnątrz jądra atomowe­go. Dlaczegóż by zresztą elektrony nie mogły być składnikami jąder, jak protony i neutrony? Neutrony ulegają rozpadowi promieniotwórcze­mu i przekształcają się w protony, a efektem tego procesu jest pojawienie się elektronów. Nasuwa się więc całkiem sensowna myśl, że neutron powstaje dzięki wychwyceniu elektro­nu przez proton. Cóż jednakże miałby z tego elektron? Nic. Odmawia współpracy.