【彈跳液滴模擬塞曼效應】

明道

【彈跳液滴模擬塞曼效應】

 

 

兩個步行者兜風

在法國的物理學家，對彈跳液滴在液體表面模擬的塞曼效應 - 這種現象在量子力學的發展初期發揮了重要作用。

能夠模擬純粹的量子效應這樣一個經典的系統可以提供深入了解量子力學的數學應該如何解釋。

的薛定諤方程是什麼意思呢？

物理學家量子力學的核心原則，因為這是近90年前推出的，這個問題一直爭論不休。

雖然其預測能力得到了驗證多次在世界各地的實驗室，應解釋究竟是如何向方程（波fuctions）的解決方案目前還不清楚。

最流行的學校是著名的“哥本哈根解釋”，在20世紀20年代制定的尼爾斯·玻爾和海森堡的思想。

這種probalistic量子力學解釋認為粒子可觀察到的特性的不具有明確的，直到它們被測量的值。

然而，這種觀點並不普遍接受和一些物理學家所青睞的量子力學的另一種解釋是所謂的“試點波”的解釋，德布羅意在1927年制定的，後來開發的大衛·玻姆。

這是假設可觀察到的粒子的量子屬性定義在所有的時間，但他們本著一揮手，整齊地解釋了波粒二象性。這是一個例子，一個隱變量理論，因為它解釋了衡量性質的量子力學的物理真實的，但的實驗無法訪問功能 - 波的後果。

人為的或直觀的嗎？

這兩種理論在數學上是沒有區別的，因此，一些物理學家認為所謂的的“波姆解釋”是一個人為的試圖解釋量子力學的實驗結果沒有擁抱的哥本哈根解釋的怪事。

然而，1980年在英國布里斯托爾大學的邁克爾·貝里和他的同事們用了一個比喻，面波在經典流體力學來了一個奇怪的量子現象稱為一個更直觀的解釋的Aharonov-Bohm效應（發現相同波姆）。

現在，伊夫·Couder大學巴黎狄德羅和他的同事們已經探索這個比喻還小，彈跳液滴被稱為“步行者”，因為他們將在表面上的振動浴矽油的行為。

滴創建波的表面上的流體，並且，反過來，由這些波的影響。

根據Couder“試點的量子力學波”的模式，提供了一個有趣的平行。

Couder，“的液滴和波之間是一種共生關係，”解釋，因為如果沒有液滴有沒有波。如果沒有波的液滴不動。

 Couder和他的同事相信，這種互動之間的沃克和波，它創造了一個經典的系統的波粒二象性的一個例子，因為，而液滴定位於空間像一個粒子，它的運動可以通過任何的影響影響的試點波。

束縛態。

Couder強調，他的研究小組的系統是不是一個確切的比喻，因為，例如量子力學，它需要連續輸入能量的振動洗澡。

然而，在以前的研究中，他的研究小組已經成功地使用學步車，創造經典類比的量子效應，單粒子的衍射和隧道。

它也表明，兩個步行者軌道相互形成束縛態的一個比喻，在對量化原子的束縛態。

在新的研究，該組調查的塞曼效應 - 一個量子效應，從而使能量水平的外部磁場的存在下，在一個原子分裂。

一個核和一個或多個電子的原子是一個束縛態 - 這是模擬使用束縛態的兩個步行者。

為了創建一個比喻所施加的磁場中，研究人員旋轉浴。

兩個學步車束縛態然後自由旋轉，帶有或反對的旋轉浴 - 模擬一個原子的軌道角動量狀態。

以模擬的磁場的情況下，這些轉動狀態兩者具有相同的能量。

然而，當浴轉動的轉動狀態分裂的能量，一個增加，另一方面減少 - 只是類似的原子在磁場中的角動量狀態。

該小組還看到了突然的能級間的躍遷。

費爾南多在聖地亞哥的智利大學，誰領導的一個研究小組在類似的問題，但在目前的研究並沒有參與隆德說：最顯著的特點，本文由同一個團隊的人，國家的最先進的技術熟練的使用之間的相似性，可以很容易地可視化的經典和量子物理學的。

他認為，這可能是有趣的嘗試可視化的量子現象，使用經典的方法。

我最喜愛的候選人將是半整數自旋的一些粒子如電子，他說。

不，我可以看到任何方式去回答這個問題！

這項研究發表在“ 物理評論快報“。

關於作者

添蜗杆是一個總部設在英國的科普作家

 

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2012/jul/09/bouncing-droplets-simulate-zeeman-effect