Низшее энергетическое состояние частицы

[karina_z]

Мне действительно нужна помощь, так что прошу, только без грубости и нравоучений. Речь о низшем энергетическом состоянии частицы с ненулевой массой. Такая частица неподвижна, то есть не меняет пространственного расположения со временем. Но ведь это значит, что можно точно узнать координату данной частицы. В таком случае ее импульс станет неопределенным, но ведь она неподвижна, то есть импульс нулевой. Не могу разобраться.

[Nemiroff]

karina_z в сообщении #924087 писал(а):

Такая частица неподвижна

Почему?

[karina_z]

Потому что она в низшем энергетическом (стационарном) состоянии, с нулевой кинетической энергией.

[Nemiroff]

karina_z в сообщении #924093 писал(а):

Потому что она в низшем энергетическом (стационарном) состоянии, с нулевой кинетической энергией.

Так в стационарном, низшем или с нулевой энергией? С чего вы взяли, что хотя бы два из этих терминов обозначают одно и то же?

[karina_z]

Я совсем запуталась. В низшем энергетическом состоянии. То есть такое состояние не означает, что частица не перемещается в пространстве (покоится)?

[Red_Herring]

Заметим, что свободная частица с ненулевой массой не имеет ни одного из состояний, которые любезно описал Nemiroff. Почему?—потому что не существует бесконечно широкой и бесконечно мелкой лужи.

С другой стороны, в состоянии с почти нулевой энергией (т.е. почти в низшем) у нее координата в силу принципа неопределенности очень сильно неопределена (т.е. лежит она раскинувшись, как очень широкая, но совсем мелкая лужа)

Прошу прощения за вульгаризацию КМ, но отвечая на подобные вопросы приходится выбирать между вульгаризацией и нравоучениями.

[karina_z]

Это вы описали физический вакуум.

[Munin]

karina_z в сообщении #924087 писал(а):

Не могу разобраться.

Физика состоит из разных теорий. В одной теории один ответ. В другой теории другой ответ. (В данном случае, такими теориями выступают классическая механика и квантовая механика.) Путать их не надо, а надо чётко оговаривать, в рамках какой теории рассматривается задача, с самого начала.

[karina_z]

В рамках квантовой механики.

[Red_Herring]

karina_z в сообщении #924112 писал(а):

Это вы описали физический вакуум.

Munin в сообщении #924114 писал(а):

Физика состоит из разных теорий. В одной теории один ответ. В другой теории другой ответ. (В данном случае, такими теориями выступают классическая механика и квантовая механика.) Путать их не надо, а надо чётко оговаривать, в рамках какой теории рассматривается задача, с самого начала.

Так бедная еще и КТП притягивает.

karina_z
IMHO Вам стоит забыть про КТП по крайней мере до Нового Года, Вам бы с обычной квантовой механикой разобраться. Я описал именно одну кватовомеханическую свободную частицу в состоянии с очень маленькой энергией: чтобы импульс был мал неопределенность в ее положении должна быть очень велика т.е. она нелокализована, размазана

[Nemiroff]

karina_z в сообщении #924108 писал(а):

В низшем энергетическом состоянии.

Низшее энергетическое состояние означает что энергия частицы минимальна из всех возможных. Никто не обещает, что эта энергия равна нулю.

[fizeg]

Red_Herring в сообщении #924120 писал(а):

IMHO Вам стоит забыть про КТП по крайней мере до Нового Года, Вам бы с обычной квантовой механикой разобраться.

Я это тоже хотел написать. До НГ или позже, это пожалуй по обстоятельствам.

Я karina_z все собираюсь по-хорошему попытаться что-то объяснить, но времени столько, сколько хотелось бы, нет, выдаю по мелочи, а от этого как будто даже хуже становится, ох...

[karina_z]

А что происходит при наблюдении такой частицы?

fizeg, Ваши обьяснения хорошо прижылись, просто иногда возникают глупые вопросы, которые я так отбрасываю и иду дальше. Так что хуже не становится, благодаря вам я многое лучше понимаю.

[Munin]

Red_Herring в сообщении #924120 писал(а):

Так бедная еще и КТП притягивает.

При этом понятия не имеет обо всех трёх. А на попытки намекнуть отвечает:

karina_z в сообщении #924087 писал(а):

прошу, только без грубости и нравоучений.

Нет, ей нужна не помощь, ей нужны розги.

Red_Herring в сообщении #924120 писал(а):

IMHO Вам стоит забыть про КТП по крайней мере до Нового Года

До Нового 2020 Года... или даже 2025...

fizeg в сообщении #924128 писал(а):

Я karina_z все собираюсь по-хорошему попытаться что-то объяснить

Поверьте, это человек, который не стоит таких усилий. Это человек, который демонстративно воротит нос от книг, даже таких хороших, как Фейнман. Думаю, на форуме найдутся для вас студенты поинтереснее...

-- 29.10.2014 15:27:30 --

karina_z в сообщении #924129 писал(а):

благодаря вам я многое лучше понимаю

Это иллюзия...

[fizeg]

karina_z
Вы смешали вместе несколько вещей. И да, в квантовой теории нет ничего, что в точности имело бы смысл покоящейся частицы в классическом смысле. Понимать можно разными способами, каждый из которых что-то не воспроизводит из классического понимания!

"Есть" состояние с идеально определенным нулевым импульсом. Но оно же максимально неопределено по координате - это постоянная волновая функция, размазанная по всему пространству. "Есть" в кавычках, поскольку формально это состояние патологично, как справедливо заметил Red_Herring и можно только приблизить слегка неопределенной по импульсу.

"Есть" состояние с идеально определенной координатой. Опять же "есть" из-за того, что патологичное. Оно максимально неопределено по импульсу. И если состояние с определенным импульсом не меняется со временем для свободной частицы, то состояние с определенной координатой в следующее мгновение размазывается по всему пространству.

Есть волновые пакеты, которые немного размазаны и по импульсу и по координате, но таким образом, чтобы минимизировать соотношение неопределенностей. Они оказываются самыми близкими к точечной частице с определенными координатой и импульсом. Но вообще говоря, они постепенно расплываются и только в особых случаях вроде гармонического осциллятора они остаются хорошо локализованными. И кстати, поскольку импульс у них не идеально определен, также немного неопределена и их кинетическая энергия (и ее среднее значение отличается от нуля)

И есть стационарные состояния с определенной полной энергией. В случае свободной частицы они совпадают с состояниями с определенным импульсом со всеми их патологиями. Но если как говорил Munin "поместить ее в тазик" с помощью некоторого потенциала, они оказываются хорошими состояниями. Но за исключением особых случаев вроде низшего энергетического состояния гармонического осциллятора никакое из стационарных состояний не является волновым пакетом, максимально локализованным по координате и импульсу и поэтому плохо подходит на роль "покоящейся точечной частицы". И кстати полная энергия, если ее отсчитывать от минимума потенциала даже у низшего энергетического состояния оказывается больше нуля.

-- 29.10.2014, 16:50 --

Munin
Я уверяю вас, что никто из тех, кто приходит с глупыми вопросами, не пойдет читать учебники. Редкая удача - если начнут читать что-нибудь вроде Фейнмановских лекций... после которых они все равно придут с другими глупыми вопросами и тут уж вы ни к какому другому учебнику отослать их не сможете.

В более реалистичном случае, они это воспринимают как то, что вам нечего сказать.