quantum interactive

Quantum-objekt visar ett beteende som står i konflikt med vår dagliga erfarenhet av makroskopiska saker. Vi skiljer tre vanliga modeller som ofta åberopas för att beskriva vissa aspekter av verkligheten.

partikelmodellen

partiklar representeras ofta som bollar för att visualisera små eller till och med punktliknande objekt med väldefinierade gränser.

deras särskiljbarhet representeras av olika färger. Partiklar kan räknas.

klassiska partiklar kan lokaliseras. Vid varje givet ögonblick är de på en given plats som i princip kan vara kända. De har också en väldefinierad fart. Inom modellen för newtonsk mekanik kan vi göra exakta förutsägelser, var man kan hitta en partikel i framtiden, om vi får exakta initiala förhållanden.

vågor

vågor är rumsligt utsträckta och periodiska fenomen.

i modellen av klassiska vågor kan deras intensitet kontinuerligt modifieras.

i praktiken består även klassiska vågor av väldigt många enskilda partiklar: vattenvågor är resultatet av den kollektiva rörelsen hos väldigt många molekyler. Inom en och samma våg finns olika partiklar på olika platser och reser med olika momenta.

när två partiella vågor superpose varandra. Mötet med två vågkammar leder till en ännu större vapen (konstruktiv störning). När ett vapen överlappar med ett tråg kan de två vågformerna avbryta varandra (destruktiv störning).

kvantfysik

i kvantfysik kan vi varken tilldela en exakt position eller en exakt riktning till en partikel.

sannolikheten att hitta ett kvantobjekt vid position \(x\) med momentum \(p\) kan emellertid förutsägas från den absoluta kvadraten för den kvantmekaniska vågfunktionen \(|\psi(x, p)|^2\).

vid varje given tidpunkt kan denna sannolikhet anta icke-nollvärden vid flera jämnt åtskilda positioner. I så fall säger vi att objektet är delokaliserat och vi kan inte tilldela en enda väldefinierad position i rymden.

intressant, men i vilken positionsmätning som helst på det kvantobjektet hittar vi ett enda och helt objekt. Dess egenskaper, såsom massa, energi, laddning eller polariserbarhet är alltid förenade i det här objektet – inte utspätt eller smurt över större områden av rymden.

i fri utveckling sprids kvantobjekt enligt Schr Baccoldingers vågekvation. De interagerar dock med sin miljö som intakta hela partiklar.

i vårt labb kan du skapa en molekylstråle och observera molekylerna som kommer på detektorn, en efter en. Vilken av de tre modellerna beskriver observationerna bäst?