Vlnová povaha častíc.                                                                  september 26 , 2018

Väčšina ľudí nechápe vlnovú povahu častíc a myslí si, že je to nejaký zázrak prírody, ktorý sa nedá zrozumiteľne vysvetliť. Potom sa nevedia rozhodnúť, či sú častice vlnou, alebo malou guličkou. V skutočnosti nie je pravdou ani jedna z týchto dvoch možností.

 Častice nazývame časticami preto, lebo sú nositeľmi konkrétneho množstva energie a nie preto, že by to mali byt malé guličky !

 Ďalej treba hovoriť o nelokálnosti častíc. Nelokálnosť je vlastne tá "neguličkovosť". Protóny , neutróny sú nelokálne na veľkosť jadra atómu, teda nachádzajú sa niekde v objeme jadra, ale nie v nejakom určitom bode. Elektróny sú nelokálne na úrovni elektrónového obalu. No a fotóny môžu mať nelokálnosť až nekonečnú, pretože ak má fotón dostatok času na šírenie sa vesmírom, teda nie je ničím pohltený, tak jeho nelokálnosť môže byť porovnateľná až s objemom vesmíru.

Teraz, keď už vieme, čo znamená pojem častica a zároveň vieme o ich nelokálnosti, môžeme pochopiť vlnové vlastnosti častíc.

Keď vidíme vlnu vo vode, tak to je fyzická vlna, ktorú tvorí veľké množstvo častíc, v tomto prípade molekúl vody,  ktoré sú usporiadané v priestore tak, že vytvárajú fyzickú, materiálnu vlnu. Pre takúto, fyzickú vlnu, potrebujeme veľké, obrovské množstvo častíc, atómov, molekúl.

Pokiaľ hovoríme o vlnovej vlastnosti častíc, tak na to nepotrebujeme ani len dve častice. Úplne nám stačí jedna.

Nezabudnime na nelokálnosť častice, ktorú som už spomínal. Častica sa teda nachádza niekde v takom priestore, ktorého veľkosť a tvar určuje nelokálnosť danej častice. Kým častica s niečím neinteraguje, tak my nevieme kde sa v tom priestore práve nachádza a ani nemá zmysel o tom hovoriť. Dokonca môžeme pripustiť, že sa nachádza naraz na viacerých miestach, teda súčasne. Vieme ale určiť pravdepodobnosť, s akou sa nachádza v rôznych bodoch toho priestoru.

Takže v bode 1 sa nachádza s pravdepodobnosťou 10%, v bode 2 s pravdepodobnosťou 30% , v bode 3  40 % atď  ….

Keď tieto body pospájame tak, že väčšia pravdepodobnosť bude vyššie od zvolenej roviny (súradnicový systém) tak vznikne krivka, alebo priestorová plocha a táto bude vyzerať ako vlna.

Túto pravdepodobnosť pre celý priestor častice môžeme zapísať aj ako funkciu, to nás ale teraz nemusí zaujímať. Voláme ju vlnová funkcia, teraz to ale ešte nie je presne ona.

Táto „vlna“ ale nemá nič spoločné s fyzickou vlnou (napríklad vodnou), je to totiž len „matematická vlna“ a práve preto ju môže tvoriť aj jedna jediná častica.

Pokiaľ jedna častica interaguje v určitom bode priestoru (toto nazývame kolaps vlnovej funkcie), tak sa nám nič, z čoho by sme mohli predpokladať nejaké vlnenie, neobjaví. Máme len bod v priestore, kde častica interagovala . Ak ale pozorujeme interakcie veľkého množstva častíc (nemusí to byť naraz, ale postupne, vždy naraz len jedna častica), tak za vhodných podmienok (neovplyvňovanie prostredím) sa nám bude javiť, že tie častice, boli predtým ako zinteragovali, vlnou. Ale to je dané len tou funkciou pravdepodobnosti výskytu častice v určitom bode priestoru a to bola len tá spomínaná „matematická vlna „ a nie fyzická !

Pre upresnenie ešte treba dodať, že skutočnosť, realita, je ešte mierne zložitejšia, keďže nejde len o pravdepodobnosť výskytu častice, ale aj o jej momentálny stav jej vlastností, ktoré v čase ako by rotovali. Píšem „ako by“ a to je dôležité, aby ma niekto nebral za slovo. Vlnová funkcia je v skutočnosti komplexná funkcia a až umocnenie amplitúdy danej možnosti na druhú, nám udáva hustotu pravdepodobnosti napríklad výskytu častice v danom mieste. Tento odstavec ale už vôbec nemusíte chápať, aby ste pochopil len tú základnú podstatu "matematickej vlny" častice. 

Tak to je asi celé tajomstvo vlnovej povahy častíc, vysvetlené jednoducho, bez matematiky. Vlnovú povahu majú nielen častice, ale aj hocijaký väčší objekt, atómy, molekuly, vírusy a tak ďalej. Čím je ale objekt väčší, tým je ťažšie dosiahnuť neinterakciu (nepôsobenie) s prostredím a preto u väčších objektov už pozorovať vlnové vlastnosti je prakticky nemožné.




   

    Flag Counter