Основное состояние частицы

[interstellar]

Есть ли у частицы степени свободы в основном, наименьшем энергетическом состоянии, или это совершенно неподвижная частица с нулевым импульсом и кинетической энергией? Почему считается, что в основном состоянии у частицы ненулевая энергия?

[Sergey K]

Для начала погуглите "энергия нулевых колебаний". далее - принцип не определенности.

[interstellar]

Sergey K в сообщении #942926 писал(а):

Для начала погуглите "энергия нулевых колебаний".

Речь не об основном состоянии квантовых полей (при котором частицы отсутствуют), а об основном состоянии самих частиц.

[Munin]

interstellar в сообщении #942885 писал(а):

Есть ли у частицы степени свободы в основном, наименьшем энергетическом состоянии

Наличие или отсутствие степеней свободы не зависит от состояния.

interstellar в сообщении #942970 писал(а):

Речь не об основном состоянии квантовых полей (при котором частицы отсутствуют), а об основном состоянии самих частиц.

Речь идёт о базовой системе понятий квантовой физики. Дальше эта система понятий применяется к конечномерным системам (в частности, частицам, но не только), и к бесконечномерным (полям), но сама по себе остаётся одной и той же. Некоторые термины меняются, но понятия остаются прежние, и математические соотношения между ними - тоже.

[мат-ламер]

interstellar в сообщении #942885 писал(а):

Почему считается, что в основном состоянии у частицы ненулевая энергия?

Я думаю, что надо смотреть оператор энергии. У положительно определённого оператора собственные значения положительны. Энергия в основном состоянии - наименьшее собственное значение.

[interstellar]

Munin в сообщении #943067 писал(а):

Наличие или отсутствие степеней свободы не зависит от состояния.

Может существовать частица вообще без степеней свободы? Если да, то приведите пример.

Munin в сообщении #943067 писал(а):

Речь идёт о базовой системе понятий квантовой физики. Дальше эта система понятий применяется к конечномерным системам (в частности, частицам, но не только), и к бесконечномерным (полям), но сама по себе остаётся одной и той же. Некоторые термины меняются, но понятия остаются прежние, и математические соотношения между ними - тоже.

Понятно. Но почему именно считается, что основное состояние частицы ненулевое? В классической механике покоящийся осциллятор (с неподвижным грузом) имеет нулевую кинетическую энергию и импульс. Почему неподвижная частица в квантовой механике не описывается так же?

[warlock66613]

interstellar в сообщении #943095 писал(а):

Почему неподвижная частица в квантовой механике не описывается так же?

Потому что уровни энергии дискретные: энергия может принимать только определённые значения, расположенные на значительном расстоянии друг от друга. Поэтому должен быть наинизший уровень энергии, основной. И нет в общем случае никаких причин чтобы он совпадал с дном ямы потенциальной энергии.

[interstellar]

warlock66613 в сообщении #943105 писал(а):

Потому что уровни энергии дискретные: энергия может принимать только определённые значения, расположенные на значительном расстоянии друг от друга. Поэтому должен быть наинизший уровень энергии, основной. И нет в общем случае никаких причин чтобы он совпадал с дном ямы потенциальной энергии.

Как ведет себя частица в основном состоянии? Скажем, фотон, электрон, или нейтрино?

[Munin]

мат-ламер в сообщении #943083 писал(а):

Я думаю, что надо смотреть оператор энергии.

Я думаю, что вам опять надо подумать о том, чтобы сдерживаться, прежде чем писать.

interstellar в сообщении #943095 писал(а):

Может существовать частица вообще без степеней свободы? Если да, то приведите пример.

Пример: частица без степеней свободы.

interstellar в сообщении #943095 писал(а):

Понятно. Но почему именно считается, что основное состояние частицы ненулевое?

Ни черта вам не понятно. И не будет понятно, пока не откроете УЧЕБНИКИ.

interstellar в сообщении #943095 писал(а):

В классической механике покоящийся осциллятор (с неподвижным грузом) имеет нулевую кинетическую энергию и импульс. Почему неподвижная частица в квантовой механике не описывается так же?

Потому что слово "квантовая" - не пустое слово. Оно что-то значит.

-- 09.12.2014 20:25:25 --

interstellar в сообщении #943108 писал(а):

Как ведет себя частица в основном состоянии?

"Частица в основном состоянии" - это не описание квантовой системы. Ему могут соответствовать 2-3 совершенно различных квантовых системы, если не больше.

[interstellar]

Munin в сообщении #943110 писал(а):

Пример: частица без степеней свободы.

Можно конкретнее? Как ведет себя такая частица? Она неподвижна?

Munin в сообщении #943110 писал(а):

"Частица в основном состоянии" - это не описание квантовой системы. Ему могут соответствовать 2-3 совершенно различных квантовых системы, если не больше.

Я думал можно рассмотреть свободную частицу в основном состоянии.

[warlock66613]

interstellar в сообщении #943108 писал(а):

Как ведет себя частица в основном состоянии? Скажем, фотон, электрон, или нейтрино?

Если нет внешних воздействий - остаётся в этом состоянии вечно. Вероятность (плотность вероятности) её нахождения в любой точке, равно как и вероятность обладания определённым импульсом, и все другие вероятности, также не меняются. Фаза же волновой функции крутится с определённой частотой, определяемой энергией. Вот так она себя и ведёт.

-- 09.12.2014, 21:31 --

interstellar в сообщении #943114 писал(а):

Она неподвижна?

Это, в общем-то, неоднозначный термин, так что однозначного ответа дать не получится: смотря как понимать "неподвижна".

[interstellar]

warlock66613 в сообщении #943115 писал(а):

Это, в общем-то, неоднозначный термин, так что однозначного ответа дать не получится: смотря как понимать "неподвижна".

Речь об импульсе. У такой частицы нулевой импульс? И нулевая кинетическая энергия? Ведь у нее нету степеней свободы.

-- 09.12.2014, 13:07 --

warlock66613 в сообщении #943115 писал(а):

Если нет внешних воздействий - остаётся в этом состоянии вечно. Вероятность (плотность вероятности) её нахождения в любой точке, равно как и вероятность обладания определённым импульсом, и все другие вероятности, также не меняются. Фаза же волновой функции крутится с определённой частотой, определяемой энергией. Вот так она себя и ведёт.

Вот-вот. Такая частица двигается (перемещается в пространстве), или нет?

[warlock66613]

interstellar в сообщении #943122 писал(а):

Речь об импульсе. У такой частицы нулевой импульс? И нулевая кинетическая энергия? Ведь у нее нету степеней свободы.

Почему это у неё нету степеней свободы? Количество степеней свободы никак от состояния не зависит. Например, у системы "одноатомная молекула" три степени свободы - как у материальной точки (ну, если внутренние не считать, конечно, но это нам сейчас неважно). А у двухатомной молекулы - шесть степеней свободы как у двух материальных точек.

[мат-ламер]

Munin в сообщении #943110 писал(а):

мат-ламер в сообщении #943083

писал(а):
Я думаю, что надо смотреть оператор энергии.

Я думаю, что вам опять надо подумать о том, чтобы сдерживаться, прежде чем писать.

Если что-то не так, то просьба указать на ошибку.

[warlock66613]

interstellar в сообщении #943122 писал(а):

У такой частицы нулевой импульс? И нулевая кинетическая энергия?

Нет, у частицы с ненулевой кинетической энергией, как ни странно, кинетическая энергия не нулевая. А импульс у неё не обязательно определён (в отличие от квадрата импульса).