//////

Miesięczne archiwum: Marzec 2013

WYNIKAJĄCE KŁOPOTY

Kłopoty wynikają z istnienia kwantu działa­nia i z faktu, że do pomiaru jednego fragmentu wszechświata trzeba używać innego jego frag­mentu. Jeśli chcemy zmierzyć pewną właści­wość cząstki — jej energię, pęd czy położenie w czasie i przestrzeni, musimy doprowadzić do jej oddziaływania z naszym przyrządem mier­niczym. Oddziaływanie oznacza wymianę ener­gii i pędu między cząstką i tym przyrządem.Bez wątpienia więc przez sam akt pomiaru! w sposób nieunikniony powodujemy zakłócenie stanu mierzonego obiektu. Oczywiście staramy,’ się o to, aby zakłócenie było możliwie jak naj­mniejsze. W zasadzie nie stanowi to problemu z punktu widzenia fizyki klasycznej — zakłó­cenia mogą być nieskończenie małe i w zwią­zku z tym energia, pęd, położenie i czas mogą! być wszystkie równocześnie mierzone z pożą­daną dokładnością.

Z PUNKTU WIDZENIA TEORII

Inaczej przedstawia się; sprawa z punktu widzenia teorii kwantów.Przypuśćmy, że pragniemy zmierzyć energię kinetyczną elektronu poruszającego się, aby! było prościej, powoli; możemy wtedy zapo­mnieć o efektach relatywistycznych. Przyjmij­my też dla uroszczenia, że rolę naszego przy­rządu mierniczego będzie pełniła inna cząstka! elementarna — na przykład foton. Foton, po odbiciu się od elektronu, przekaże nam infor-i mację o nim w sposób dostrzegalny dla nas naj poziomie makroskopowym. Aby zakłócenie było możliwie małe, mierząca cząstka musi prze-j kazać elektronowi podczas odbicia jak najmniej! energii.

W PRZYPADKU FOTONU

W przypadku fotonu nie ma z tym! problemów — foton może mieć dowolnie małą! energię. Lecz foton niesie jednostkę działania,! czyli kwant — iloczyn energii i czasu, a to! znaczy, że foton o małej energii ma falę o dłu­gim okresie. Dlatego też czas dokonania pomiaru nie może być określony z dokładnością większą niż okres tej fali. Można więc zmierzyć! energię dokładnie, ale wtedy czasu, w którym elektron miał tę energię, dokładnie zmierzyć! nie można. Z drugiej strony, jeśli chce się dokładnie zmierzyć czas dzielący dwa zdarzenia! związane z elektronem, trzeba wykorzystać fo­tony, których fala ma krótki okres (wysoką! częstotliwość); skutkiem tego będzie bardzo du­że zakłócenie energii. W tym sensie energia i czas są sprzężone.