Публикация научных статей.
Вход на сайт
E-mail:
Пароль:
Запомнить
Регистрация/
Забыли пароль?
Научные направления
Поделиться:
Разделы: Физика
Размещена 07.11.2020. Последняя правка: 06.11.2020.
Просмотров - 457

Виртуальная интерпретация волновой функции

Немых Георгий Александрович

ООО "ЕвроСинтез"

инженер-технолог

Аннотация:
В данной работе предлагается объяснение движения элементарных частиц посредством взаимодействия с физическим вакуумом, а именно с соответствующими парами частиц-античастиц.


Abstract:
In this paper, we propose an explanation of the motion of elementary particles through interaction with a physical vacuum, namely, with the corresponding pairs of particles-antiparticles.


Ключевые слова:
физический вакуум; квантовая запутанность; виртуальные частицы; волновая функция

Keywords:
physical vacuum; quantum entanglement; virtual particles; wave function


 УДК 530.145

Введение

В настоящее время известно несколько интерпретаций волновой функции и квантовой механики в целом, но все они имеют недостатки. Так одна из наиболее распространённых – Копенгагенская интерпретация подразумевает реальное существование волн вероятности которые в момент измерения мгновенно схлапываются не объясняя при этом природу волн и не предлагая механизм схлапывания. Вторая по распространённости – многомировая интерпретация предполагает существование и перманентное рождение бесчисленного количества параллельных миров. В данной работе автор предлагает альтернативную интерпретацию волновой функции, основанную на предположение что само существование и перемещение частиц происходит в постоянном взаимодействии с физическим вакуумом.

Актуальность

Предлагаемый в данной работе подход позволяет пересмотреть порядок постановки квантово-механических задач. Вместо решения, не всегда аналитического, постулированных операторных уравнений эволюции волновой функции предлагается решать вопрос ее нахождение через суммирование элементов ее определяющих. 

Цель

Целью данной статьи является демонстрация возможности объяснения законов движения квантово-механических систем через идею постоянного взаимодействия реальных частиц с виртуальными частицами физического вакуума.

Задачи

В рамках данной работы ставиться задача построить волновую функцию свободной частицы на основании предложенного здесь подхода.

Научная новизна

Предложенная интерпретация волновой функции, на сколько известно автору, является оригинальной и никем до этого момента не публиковалась.

Основная часть

Примем некоторые предпосылки определяющие порядок взаимодействия частиц с физическим вакуумом:

1)      Все физическое пространство заполнено физическим вакуумом - парами всевозможных частиц-античастиц, например электрон-позитронными парами которые обладают характерными временем τ и расстоянием перемещения λ определяющими через соотношение неопределенностей Гейзенберга характерные энергию и импульс.

2)      Перемещение частицы в пространстве и времени происходит посредством актов взаимодействия ее с соответствующими парами частиц-античастиц причем в начальной точке  она исчезает аннигилируя с античастицей пары и освобождает частицу запутанную с собой на расстоянии λ или через время τ от начальной точки.

3)      Частица характеризуется парой чисел которые можно представить взаимоперпендикулярными векторами эти числа могут принимать только единичные значения и меняются дискретно. Для удобства обозначим один из этих векторов за действительную единицу второй за мнимую тогда частице в каждый момент времени можно приписать комплексное число z. Произведение этого числа на сопряженное z*(квадрат модуля) определяет реальность частицы и равен 1. Таким образом z может принимать только четыре значения (1+0), (0+i), (-1+0), (0-i).

4)      Каждый элементарный акт взаимодействия частицы с виртуальной парой приводит к изменению z частицы, причем действительная часть переходит в мнимую и наоборот. Возможны два варианта последовательности смен z которым соответствует условное вращение по часовой стрелке: (1+0) - (0+i) - (-1+0) - (0-i) и против (1+0) - (0-i) - (-1+0) - (0+i).

5)      Каждому элементарному акту можно приписать некоторое число α (амплитуду, интенсивность, удельный вес) которое показывает с какой долей вероятности такой акт будет осуществлен. Таким образом любое событие, например, переход частицы из точки А в точку B может осуществиться всеми возможными последовательностями элементарных актов с учетом их амплитуд. Следовательно в любой точке можно определить комплексное число Z , Это число уже не дискретно и может гладко меняться. В каждой точке Z тождественно равно волновой функции частицы в данной точке Ψ(x,y,z,t)=Z(x,y,z,t).

С учетом всего выше сказанного рассмотрим такое событие: частица испускается источником А и через время t детектируется приемником B находящемся на расстоянии r от А. Такое событие происходит одной из всех возможных цепочек актов взаимодействия (каналов) с определенной вероятностью и сумма вероятностей с учетом состояния комплексной характеристики частицы прошедшей по этому каналу определяет вероятность этого события (пункт 5). Сам факт регистрации частицы детектором реализует одну такую цепочку по средствам нелокального взаимодействия через квантовую запутанность.

Так, например, если мы поставим между источником и приемником непроницаемый экран не останется доступных каналов с ненулевой вероятностью и частицу мы не зарегистрируем. Если мы оставим в экране щель то вероятность попадание частицы на детектор будет складываться из вероятностей только тех каналов которые предусматривают прохождение частицей щели, и реализован в момент регистрации будет один из них. Если в экране будет две параллельные щели то вероятность попадания частицы на детектор будет определяться уже двумя наборами каналов предусматривающих прохождение либо через одну либо через вторую щель и складываясь с учетом комплексной характеристики (пункт 5) в случае замены точечного детектора на экран они дадут интерференционную картину. Если рядом с одной из щелей расположить прибор определяющий прошла частица через нее или не прошла то при регистрации частицы будет реализован канал соответствующий только набору каналов проходящих  либо через одну либо через другую щель и на экране будет два пятна.

Построим волновую функцию для случая свободного движения частицы с энергией E и импульсом p исходя из выдвинутых в статье предположений. Итак в начальный момент времени частица покидает источник А имея энергию E и импульс p и через время t попадает в детектор B на расстояние r от источника, найдем значение Z(t,r) частицы в точке В. Переместиться во времени на t частица может провзаимодействовав  с виртуальными парами целое число раз: 
.

Положим что взаимодействие с временной составляющей пары вращает характеристику частицы против часовой стрелки а с пространственной по (пункт 4), тогда полагая начальное значение z=1+0

1)      Частица переместится без взаимодействия и без изменения z с условной вероятностью 1

4)      Аналогично для канала взаимодействия с тремя парами находим что частица придет с характеристикой z=0+i, с вероятностью

Возможно суммирование следует вести не до бесконечности а до некоторого большого N определяемого минимальными возможными   .

Полученные суммы представляют собой ряды Маклорена для косинуса и синуса соответственно, таким образом получено выражение

 

Полностью аналогичное классическому решению уравнения Шредингера для свободной частицы.

В случае рассмотрения движения частицы в потенциальном поле энергетические и импульсные характеристики виртуальных пар будут иметь более сложную зависимость и, вероятно, учет влияния поля на виртуальные частицы приведет к получению уравнений аналогичных уравнениям классической и релятивистской квантовой механики.

Вращение комплексной характеристики в результате элементарных актов взаимодействия с виртуальными парами может иметь тесную связь с понятием спина. 

Результаты

В рамках настоящей работы была предложена интерпретация движения элементарных частиц основанная на представлении о постоянном взаимодействии их с окружающим физическим вакуумом. Определены правила позволяющие строить волновую функцию таких частиц. Была построена волновая функция свободно движущейся частицы аналогичная получаемой классическим методом.

Выводы

Данная статья позволяет по новому взглянуть на процесс движения материальных объектов описываемых квантовой механикой и показывает альтернативный путь нахождения волновых функций таких объектов. Подход представленный выше требует дополнительной проработки и не является на данном этапе исчерпывающим. Автор продолжает работу в этом направлении и будет рад любым конструктивным замечаниям.

Библиографический список:

1. Бьёркен Дж. Д., Дрелл С. Д. Релятивистская квантовая теория. — М.: Наука, 1978.
2. Дайсон Ф. Релятивистская квантовая механика. — Ижевск: РХД, 2009.
3. Дирак П. А. М. Принципы квантовой механики. — М.: Наука, 1979.




Рецензии:

21.12.2020, 1:03 Мирмович Эдуард Григорьевич
Рецензия: На данной открытой и свободной площадке участник её может претендовать на публикацию своих подходов, гипотез, теорий и экспериментов.Но это действует при одном условии, что материал имеет научную новизну (даже минимальную), какую-то степень достоверности, и оформлен стилистически и грамматически корректно. Почти ни один глагол записан не верно (инфинитив вместо определённого типа), синтаксис вообще отсутствует (не выделен практически ни один причастный и деепричастный обороты) и т.д. Название и аннотация, состоящая из нескольких слов, не коррелируют между собой. Ну, а за сам текст отвечает сам автор. Немного непонятен отзыв уважаемого Игоря Евгеньевича, но это другой вопрос. В представленном, небрежно подготовленном виде, с такой микроаннотацией, без ссылок на источники (квадратные скобки в тексте, если на книгу, то указываются стр. цитирования и т.д.), статья к печати не рекомендуется.



Комментарии пользователей:

11.12.2020, 14:23 Лобанов Игорь Евгеньевич
Отзыв: Интересный подход, например, для решение уравнения Шрёдингера. Меня заинтересовал этот подход, поскольку вероятностный подход был использован в работах Маринюка при решении уравнения теплопроводности; эти решения, естественно, были полностью эквивалентны классическим.


Оставить комментарий


 
 

Вверх