Ответ Объединённого Института Ядерных Исследований на статью "О дуализме квантовых частиц"

Международная Межправительственная Организация
International Intergovernmental Organization
Объединённый Институт Ядерных Исследований
Joint Institute For Nuclear Research

Дубна, Московская Область, Россия 141980
fax: +7(495) 632-78-80, tel.: +7(496) 216-50-59
AT: 205493 WOLNARU
Dubna, Moscow Region Russia 141980
e-mail: post@jinr.ru http://www.jinr.ru


20.11.2009
002-04 / 1687

Уважаемый Александр Васильевич!
В ответ на Ваше письмо от 11 ноября 2008 года «О дуализме квантовых частиц» направляю Вам комментарий младшего научного сотрудника Института Пацюк Марии Александровны.
Успехов.
Главный научный секретарь (подпись) Н.А. Русакович.

Уважаемый Александр Васильевич, мы рады помочь Вам разобраться в вопросах фундаментальной науки и квантовой механики в частности. Направляем Вам ответ на ваше письмо от 11 ноябра 2008 года «О дуализме квантовых частиц» и комментарии по данному вопросу.

Итак, Вы абсолютно правы, утверждая, что квантовая частица обладает и корпускулярными и волновыми свойствами. На сегодняшний день уже существует теория которая описывает поведение квантовых (микроскопических) частиц; она называется квантовая механика. Это довольно молодая область фундаментальной физики, она зародилась в начале XX века силами таких учённых как П. Дирак, Э. Шрёдингер и других. В то же время квантовая механика предсказания поведения квантовых частиц в различных ситуациях, поэтому проблему достоверного обоснованного описания квантовых частиц можно считать решённой.

В соответствии с квантовой механикой (см., например , П. Дирак, «Принципы квантовой механики»), любой объект с импульсом можно рассматривать как волну с длиной волны λ:

Это соотношение называется формулой Дебройля, h=6,626*10-34 Дж c

Если длина волны, соответствующей объекту, сравнима с размером препятствия появляющегося на его пути, или больше него, то тело обогнёт его, демонстрируя волновые свойства. Тоесть дифракция и интерференция имеют место тогда, когда длина волны Дебройля для данного объекта сравнима с размерами окружающих объектов или больше них. Если длина волны, соответствующей объекту по вышеприведённой формуле, намного меньше размеров препятствия, то объект будет вести себя как частица.
Например, характерный импульс нейтрона в веществе -10 КэВ (килоэлектронвольт), по формуле Дебройля получаем, что его длина волны будет порядка (…) 10-10 метра). По сравнению с характерными размерами атомов (диаметр атома по порядку величины 10-10 метра, что намного меньше длины волны Дебройля для электрона), попадающихся на пути электрона, электрон сложно считать волной, но по сравнению с любым макрокосмическим объектом (даже молекулой размером 10-8 метра), электрон — крошечная точечная частица.
Также с помощью этого соотношения можно вычислить длину волн, соответствующие любым объектам, даже макроскопическим (например пули или идущего человека). Но в макромире никогда не проявляются волновые свойства тел! Всё дело в том, что длины волн Дебройля макроскопических тел настолько малы, что эти тела можно с огромной точностью считать корпускулами.
Таким образом, нет принципиальной разницы между квантовыми и обыкновенными частицами, проявляющиеся свойства определяются свойствами частицы и размером препятствий на её пути.
В своём письме Вы приводите Дж. Дж. Тосинеона об электронах, что « ...их путь в однородном магнитном поле является не прямолинейным, а круговым...». Необходимо заметить, что здесь ключевым является наличие магнитного поля, тогда как в его отсутсвие электроны (и вообще заряженные частицы) движутся по прямой. Поэтому в отсутсвие электромагнитного поля необходимость в круговом движении отпадает.

Вы абсолютно правы, полагая, что две компоненты силы, действующие на заряженную частицу в электромагнитном поле: вполне могут быть заменены одной. Но она не имеет ничего общего с силой гравитационного притяжения, потому как это силы различной природы. Принято различать четыре природы взаимодействий: электромагнитные, гравитационные, сильные и слабые. Первые два взаимодействия отвечают за физические процессы и явления в окружающем нас макроскопическом мире, тогда как последние два взаимодействия можно обнаружить внутри ядер атомов, они обуславливают процессы ядерных реакций. Подробнее о различных типах взаимодействий можно прочитать в учебниках по физике элементарных частиц, например в книге Л. Б. Окуня «Физика элементарных частиц».

Пацюк Мария
(подпись)

А. В. Демченко.

Копия письма от 26.11.09 №: 002-04 / 1687