Волны де Бройля: незаконченный эксперимент

[REX2010]

Интерес физиков – экспериментаторов к волнам де Бройля угас уже давно.
Никто из них так и не удосужился проверить, существует ли на деле их длинноволновая беспредельность или не существует. А ведь опыты такого рода иногда позволяют открыть сверхэффект (типа сверхпроводимости)!

Интуитивно ясно, что волн де Бройля циклопических размеров в природе быть не может. Так что некий длинноволновый предел для таких волн рано или поздно будет установлен экспериментально.

А пока это не сделано, стоит призадуматься о том, к чему могут привести такие эксперименты в наиболее интересном для нас случае.

Предположим, что опытным путём будет установлено, что предельной максимальной длине волны де Бройля для разных элементарных частиц будет соответствовать одна и та же скорость. Причём, даже для практически покоящихся в лабораторной системе отсчёта элементарных частиц!

Что бы это могло означать? В наиболее интересном для нас случае это могло бы означать установление факта существования некой абсолютной системы отсчёта, к которой и приписана эта (абсолютная) скорость. ( Я не имею в виду эфир.)

Допустим, что при дальнейшем углублённом изучении этого феномена экспериментаторы обнаружат, что эта абсолютная скорость отнюдь не постоянна, а подвержена неким влияниям.

Какие выводы им придётся сделать при таких обстоятельствах? Воистину судьбоносные для физики! Ведь такой феномен канонами СТО явно не предусмотрен... (Не выходя из ИСО, мы сподобились установить её абсолютное движение физическим опытом.)
Тем не менее, ничего особенного (и для нас интересного) от этого с СТО не произойдёт. (На работоспособности СТО это никак не скажется.) Для нас интереснее (и практически важнее) совсем другое...

Ведь при этом открывается очень заманчивая возможность для сознательного управления инфраструктурой вещества! В том числе и возможность сознательного управления его стабильностью и нестабильностью...

Тем, кто считает, что это чистой воды фантастика, советую ознакомиться с материалами по ссылке
http://yandex.ru/yandsearch?clid=9582&t ... 46.0&lr=49
http://elementy.ru/blogs/users/voix/30600/

и убедиться в том, что уже сейчас есть весомые основания для тщательной отработки этой гипотезы.
***
А теперь переходим к деталям и подробностям.

Почему наблюдаемое в ССО объекта изменение дебройлевской длины волны элементарных частиц влияет на его стабильность и нестабильность? Например, потому, что от этого зависит склонность атомов к такому виду радиоактивного распада, как К-захват.

Разумеется, что не только электронная оболочка атомов будет подвержена (наблюдаемым в ССО объекта) последствиям изменения дебройлевской длины волны электронов при изменении абсолютной скорости их движения.

Просто на ней они скажутся при меньших изменениях абсолютной скорости.
(Не может же локализация сравнительно слабо связанного атомарного электрона быть «размытее», чем локализация свободного электрона при прочих равных условиях!)

А при больших изменениях абсолютной скорости начнут проявляться и наблюдаемые в ССО объекта последствия изменения дебройлевской длины волны ядерных нуклонов, (связанных между собой гораздо сильнее). По той же причине.
Различия в абсолютных скоростях, при которых становятся наблюдаемы (в ССО) проявления изменений дебройлевской длины волны для различных атомов и их ядер повлекут за собой и наблюдаемые в ССО объектов диспропорции между ними. Со всеми вытекающими из этого судьбоносными последствиями, наблюдаемыми в ССО объекта...
***
Не менее интересны и значимы будут и иные последствия вышеизложенного феномена.
Изменения химических и физических свойств вещества, генетические изменения биологических видов, возможность научного обоснования физической эволюции мира в качестве вечного двигателя биологической эволюции и видообразования...
Добавим к этому списку и такое важное для астронавтики техническое приложение рассмотренного феномена, как возможность космической ориентации по абсолютной скорости.
Не так уж мало... Вполне стоит того, чтобы достойно завершить этот незавершённый де Бройлем эксперимент!

[REX2010]

А теперь пора сказать самое существенное в этом топике.
Известно, что соотношение дебройлевской и комптоновской длины волны свободной элементарной частицы зависит от скорости её движения. Но пока не известно, что изменчивость этого соотношения может быть наблюдаема при низких скоростях движения в СО элементарной частицы. (Скорее всего, потому, что такая изменчивость считалась не соответствующей канонам ТО и... её просто никто не искал.)
Дело в том, что при низких скоростях движения существенных изменений в элементарных эталонах (типа комптоновской длины волны и комптоновской частоты) ещё не происходит. Это обстоятельство и позволяет легко усмотреть изменчивость соотношения дебройлевской и комптоновской длины волны, практически не заметную на ультрарелятивистских скоростях.
Дебройлевская длина волны связанной элементарной частицы предопределена, прежде всего, её связями с другими элементарными частицами (в составе атома и его ядра), а дебройлевская длина волны условно-свободной элементарной частицы предопределена её связями с физическим вакуумом и ... её скоростью. (Вспомните феномен «дрожащего электрона».)

Однако, связанная элементарная частица всё же не может иметь более объёмную локализацию, чем та же частица в условно-свободном состоянии!

Что же это повлечёт за собой (при условии, что я тут ничего не напутал)? Да известно, что... Изменения физических и химических свойств вещества, его стабильности и нестабильности по отношению к распадам, изменения соотношений «постоянных» распада радиоактивных нуклидов и так далее...

Что Вы можете сказать по поводу прочитанного, дамы и господа?
Леонид Вулло

[Scholium]

REX2010 писал(а):

Интерес физиков – экспериментаторов к волнам де Бройля угас уже давно.

Похоже, это ключевая фраза в Вашем топике. Если к чему-то падает интерес со стороны всех, то это означает только одно – данная сущность фикция. А проблемы начинаются с самого простого, с рассмотрения движения свободной микрочастицы в «пустом» пространстве. В этом случае, согласно уравнения Шредингера, данная частица равномерно «размазана» по всему бесконечному пространству. Практически нет четкой разницы между локальной квантовой частицей и всем пространством. Другими словами, эти понятия математически сопряжены. Для того, чтобы свести концы с концами, и установить макро переход квантовой механики в классическую, придумали волновой пакет. Который, при всей своей малости «толщины», отнюдь не эквивалентен свободной волне Де-Бройля микрочастицы. Да, скорость центра волнового пакета в классическом пределе переходит в среднюю скорость обычной классической частицы. Только есть одно «но». Классическая свободная частица может неограниченно долго двигаться равномерно и прямолинейно, а волновой пакет с течением времени «расплывается», в пределе равномерно «размазываясь» по всему пространству. Однако, для физиков-теоретиков этот факт не служит основанием для пересмотра их аксиом квантовой модели мира. Более того, именно наличие относительной связи скорости волнового пакета со скоростью классической частицы послужило основанием для Де-Бройля выдвинуть свою гипотезу. Затем уже подобрали уравнение (Шредингера), для которого плоская волна Де-Бройля служит частным решением. Т.е. очень кажется мне, что квантовая механика так же верна, как и общая теория относительности .

[REX2010]

Я и не утверждал, что КМ и ТО не верны... Просто волны Де-Бройля были исходно введены для тощей абстракции свободной элементарной частицы, (хотя они и описывают более или менее адекватно локализацию связанного электрона атома водорода).

Но ведь в реале есть лишь далеко не свободные элементарные частицы, связанные гравитационным полем! С какой же стати их дебройлевские длины волн должны быть столь безграничы, что и во вселенную им не вместиться?

Вот я и предположил, что в земных лабораторных условиях существет некая единая для всех элементарных частиц минимальная скорость, соответствующая максимальной дебройлевской длине волны этих элементарных частиц.

Если опыт покажет, что я не ошибся, то это повлечёт за собой весьма серьёзные для теоретической физики выводы.

[Scholium]

REX2010 писал(а):

Я и не утверждал, что КМ и ТО не верны...

Ну, да. Это я утверждаю, что СТО, ОТО и КМ не вполне адекватны реальности. Хотя и содержат зерна истины.

REX2010 писал(а):

Просто волны Де-Бройля были исходно введены для тощей абстракции свободной элементарной частицы, (хотя они и описывают более или менее адекватно локализацию связанного электрона атома водорода).

Для «свободной элементарной частицы» плоская волна Де-Бройля не имеет смысла. Более-менее имеет смысл волновой пакет – интегральная сумма плоских волн Де-Бройля с изменением импульса частицы в небольшом диапазоне значений. Но волной пакет не является решением уравнения Шредингера (УрШ). Кстати, значение УрШ в КМ довольно второстепенное, чего не скажешь про уравнения Ньютона-Лагранжа в классической механике. Что до теории атома водорода, то ее основные результаты могут быть получены и без УрШ, по-моему, если не ошибаюсь, на основании принципов квантования Бора. Однако точные решения УрШ для атомов гелия и других неизвестны. Там применяются только приближенные формулы. А степень приближения такова, что вместо базового уравнения УрШ сгодится и любое другое уравнение этого класса, например, уравнение, описывающее стохастическое движение частиц, наподобие броуновского. Так что если Вы откажитесь от идеи волн Де-Бройля, как некой абстрактной комплекснозначной сущности, смысла которой не понимает никто (смысл имеет только ее квадрат модуля как плотность распределения вероятности обнаружения частицы в пространстве), то Вы не много потеряете.

REX2010 писал(а):

Но ведь в реале есть лишь далеко не свободные элементарные частицы, связанные гравитационным полем! С какой же стати их дебройлевские длины волн должны быть столь безграничы, что и во вселенную им не вместиться?

Обычно гравитационное поле в микромире игнорируют, так как степень его интенсивности на многие порядки меньше степени интенсивности трех других сил: ЭМ, слабых и сильных.

Безграничные волны Де-Бройля (как для свободной частицы) физического смысла не имеют (иначе нужно говорить, что пространство и локальная частица суть одно и то же – просто разные формы проявления одной и той же субстанции). Потому их так и не любят физики. Как говорилось, волной пакет тоже не решает всех проблем, потому и предпочитают говорить о связанных (потенциальным полем) квантовых частицах. Математически это выражается заданием краевых условий в УрШ. Типа, за пределами потенциальной ямы $\Psi$-функция равна нулю, а на границе «ямы» бесконечности. Тогда существуют, такие $\Psi$-функции, которые задают дискретный энергетический спектр для частицы внутри «ямы». Однако подобных потенциальных ям (полей) в природе не существует, поэтому формально волны Де-Бройля всегда безграничны, хотя, может быть, и убывающие экспоненциально быстро на бесконечности. Так что я бы переформулировал Ваше утверждение: «С какой же стати их дебройлевские длины волн должны быть ограничены»?

REX2010 писал(а):

Вот я и предположил, что в земных лабораторных условиях существет некая единая для всех элементарных частиц минимальная скорость, соответствующая максимальной дебройлевской длине волны этих элементарных частиц.

Если опыт покажет, что я не ошибся, то это повлечёт за собой весьма серьёзные для теоретической физики выводы.

То, что повлечет «серьёзные для теоретической физики выводы» - безусловно. Только связь между длиной дебройлевской волны и скоростью (или там импульсом) частицы – понятие весьма сомнительное. В квантовой механике не существует (мгновенной) скорости, как измеримой функции. Обычно имеется в виду средняя скорость за некоторый промежуток времени. Также, говоря об импульсе частицы, подразумевают средний вектор импульса за конечное время. Реально плоская волна Де-Бройля выражает связь между массой и длиной волны, с точностью до констант. Одной из них присваивают смысл энергии покоя частицы (импульс при этом выражается через энергию), а другая это нормировочная константа, которая так и остается неопределенной, поскольку плоская волна Де-Бройля не интегрируема на бесконечности (т.е. соответствующий интеграл равен бесконечности). Так что трудно получить правильные предсказания на неправильных предпосылках .

от модератора GAA:

21.08.10 перемещено из «Околонаучного и книжного флейма» в «Пургаторий (Св)».