Как "выглядит" частица?

[Nobody85]

Давайте немного отклонимся в сторону философии. Поскольку частица представляет собой материальный объект, обладающий массой и энергией, вполне резонно задаваться вопросом: "Как она выглядит?" Рассмотрим частицу, свободно распространяющуюся в пространстве. Квантовая механика описывает движение частицы, как размытый в пространстве волновой пакет; более того, частица, хотя и взаимодействует, как корпускула, но никогда таковой не является и всегда "размазана" по некоторой области пространства или даже по всему пространству. Не означает ли это, что то, что мы привыкли называть частицей, на самом деле есть некая субстанция, заполняющая всю Вселенную или некоторую её часть, и могущая изменять распределение своей плотности в зависимости от того, насколько точно мы знаем её импульс? Нельзя ли отождествить частицу с волновым пакетом с плотностью в данной точке, равной квадрату модуля волновой функции, как предлагал Шрёдингер? Да, волновой пакет расплывается со временем, ну и что? Это вовсе не влечёт за собой нестабильность частицы, ведь если волновая функция сколлапсирует, то частица снова окажется в ограниченной области пространства, и окажется, что она не распалась на несколько частиц, а осталась единым целым. Кстати, всегда считать частицу точечной или просто очень маленькой нельзя. Это приводит к противоречию, ведь тогда, например, фотон в двухщелевом эксперименте никогда не мог бы пройти через обе щели в экране. Мои рассуждения могут быть наивны или не верны, прошу поправить меня, если что, и очень хотелось бы узнать мнение форумчан о том, как бы мы могли представить себе элементарную частицу.

[Sergey K]

Цитата:

Давайте немного отклонимся в сторону философии.

не надо. она вам ничего не скажет.

Цитата:

"Как она выглядит?"

ни как. выглядит - это производное от обработки органов чувств. Цвета у них нет, вкуса нет, запахов тоже нет, поверхности - как таковой нет. познание таких объектов должно быть не чувственным, а математическим. Пока детекторы типа Атласа в мозг не научатся вживлять, добавляя нам дополнительные "чувства". Это уже потом, наработав свой математический аппарат, и нарешавшись задач по тихоньку приобретаешь опыт, который позволяет сконструировать некие образы. Но толку от них? Предсказательной силы они не имеют. Было бы интересно провести конкурс среди студентов "нарисуй кварк, чтоб все поняли". Интересно было бы изучить личные заглюки.

вот этот волновой пакет вы как собираетесь представлять? Более того, если мне память не изменяет, будь частица волновым пакетом, невозможно было бы объяснить явление дифракции, например. Но сам я в это не углублялся пока что.

что было бы интересно, это - как бы мы "видели" мир, будучи электроном.

[Munin]

Я согласен со всем, что написал ТС.

Одно уточнение:

Nobody85 в сообщении #692944 писал(а):

могущая изменять распределение своей плотности в зависимости от того, насколько точно мы знаем её импульс

Это определяется при взаимодействии с прибором, определяющим импульс. Этот прибор и формирует то распределение плотности, которое дальше опять "живёт" по уравнению Шрёдингера. Сама частица, конечно, никакими мистическими свойствами не обладает.

[monoelectric]

Каким прибором можно измерить плотность частицы?

[Sergey K]

ихмо речь идет о плотности вероятности, а не классической плотности.

Кстати, интересно про волновые пакеты. Заголовок, конечно провокационный.

[Nobody85]

Sergey K в сообщении #692950 писал(а):

Цвета у них нет, вкуса нет, запахов тоже нет, поверхности - как таковой нет.

Но у частиц есть как-то распределённая в пространстве масса, и у них должна быть пространственная протяженность. Закон сохранения материи говорит, что частица существует и до измерения, поэтому можно поставить вопрос, как она и её масса в это время распределены в пространстве. Точечной частицу считать нельзя: это противоречит эксперименту, остаётся только один вариант: частица "размазана", ведь третьего не дано...

[monoelectric]

Nobody85 в сообщении #692944 писал(а):

Не означает ли это, что то, что мы привыкли называть частицей, на самом деле есть некая субстанция, заполняющая всю Вселенную или некоторую её часть, и могущая изменять распределение своей плотности в зависимости от того, насколько точно мы знаем её импульс?

Насколько я понял из этого, плотность вероятности нахождения частицы в том и или ином месте пропорциональна её импульсу.Правильно? Соответственно измеряя импульс (энергию) можно косвенно оценить её плотность.Нельзя ли сказать, что плотность частицы это плотность энергии?Если я не прав поправьте меня.

[Munin]

Sergey K
Прикольно! Спасибо.

Nobody85 в сообщении #692980 писал(а):

Но у частиц есть как-то распределённая в пространстве масса

Нет, нету. Это всё относится не к волновому пакету, а к форм-фактору. В этом смысле частицы обычно рассматриваются точечные (в некоторых специальных случаях ядерной и субъядерной физики - неточечные, но вам это неважно).

monoelectric в сообщении #692982 писал(а):

Насколько я понял из этого, плотность вероятности нахождения частицы в том и или ином месте пропорциональна её импульсу.Правильно?

Нет, конечно. Это две совершенно разные величины.

monoelectric в сообщении #692982 писал(а):

Нельзя ли сказать, что плотность частицы это плотность энергии?

Тоже нельзя.

[Nobody85]

Кстати, а почему дифракция электронов исключает рассмотрение пучка электронов, как совокупности волновых пакетов? Ведь дифракция - это тоже волновое явление.

[Sergey K]

Цитата:

Кстати, а почему дифракция электронов исключает рассмотрение пучка электронов, как совокупности волновых пакетов? Ведь дифракция - это тоже волновое явление.

это может быть заглюк моей памяти - очень вероятено

[Munin]

Nobody85 в сообщении #692991 писал(а):

Кстати, а почему дифракция электронов исключает рассмотрение пучка электронов, как совокупности волновых пакетов?

А кто вам сказал, что исключает? Просто дифракцию наблюдают, даже пуская электроны по одному, а тогда каждый раз есть только один волновой пакет.

[monoelectric]

Munin в сообщении #693004 писал(а):

... даже пуская электроны по одному...

Существуют ли в природе свободные электроны и каково время их жизни?

[Sergey K]

существуют, не ограниченно - живут до встречи с античастицами или черной дырой.

[monoelectric]

Sergey K в сообщении #693047 писал(а):

существуют, не ограниченно - живут до встречи с античастицами или черной дырой.

Значит если электрон покидает атом, при фотоэффекте например,то он будет жить неограниченно долго?
Так правильно? А разве молекулы воздуха не будут этому препятствовать?

[Sergey K]

Если не влетит куда не надо, то да, неограниченно. По закону сохранения заряда в частности - ибо частиц с меньшим зарядом нет, и без утраты заряда, распадаться ему не на что. Разве что аннигилировать с позитроном. там -1+1=0.

А как молекула может препятствовать жизни электрона? даже если его захватит какой-нибудь положительно заряженный атом, с электроном ничего не случится.