Парадоксальное поведение микрочастиц

Эксперименты по дифракции частиц вынуждают констатировать наличие парадокса: - «электрон – это одновременно частица и волна».

Рассмотрим мысленный эксперимент, аналогичный опыту Юнга по изучению интерференции света от двух щелей.

После прохождения пучка электронов через две щели на экране образуется система максимумов и минимумов, положение которых можно рассчитать по формулам волновой оптики, если каждому электрону сопоставить дебройлевскую волну (экран б ).

Если мы имеем дело с фотонами, то парадокс «частица – волна» можно устранить предположив, что фотон в силу своей специфичности расщепляется на две части на щелях, которые затем интерферируют.

Но электроны никогда не расщепляются (это установлено достоверно).

3-5

Электрон может пройти либо через щель1, либо через щель 2. Следовательно распределение их на экране должно быть суммой распределений 1 и 2 (пунктир на экране a ), что совершенно не совпадает с интерференционной картиной. Более того, если сначала открыть щель 1, а потом постепенно открывать щель 2,увеличивая её ширину, то по здравому смыслу число электронов, приходящих в т. Р ежесекундно должно возрастать, а оно уменьшается до нуля. Т.е. дело обстоит так, что каждый электрон, проходя через какую-то щель, «чувствует» и соседнюю щель, корректируя своё поведение. Или подобно волне проходит сразу через обо щели (!?).

Единственный способ «объяснения» этих парадоксальных результатов заключается в создании математического формализма, совместимого с полученными результатами и всегда правильно предсказывающего наблюдаемые явления.

Такой формализм был создан. Он ставит в соответствие каждой частице некоторую комплексную пси-функцию Ψ(,t). Формально она обладает свойствами классических волн, поэтому её часто называют волновой функцией.