Khác biệt giữa bản sửa đổi của “Sóng vật chất”

Nội dung được xóa Nội dung được thêm vào
Không có tóm lược sửa đổi
Sóng pha và hiện tượng tuần hoàn của De Broglie
Dòng 70:
Sóng cơ học lượng tử của Schrödinger khác về mặt khái niệm với sóng vật lý thông thường như là sóng mặt nước hay là sóng âm thanh. Sóng vật lý thường được đặc trưng bởi sự nhấp nhô thực số ‘chuyển vị’ của các biến thể kích thước tại một điểm của không gian vật lý thông thường tại mỗi thời điểm. Sóng của Schrodinger lại được đặc trưng bởi …
 
Tại hội nghị Solvay lần thứ 5 năm 1927, Max Born và Werner Heisenberg báo cáo như sau :<blockquote>Nếu một người muốn tính xác suất của sự kích thích và ion hóa nguyên tử [M. Born, Zur Quantenmechanik der Stossvorgange, ''Z. f. Phys.'', '''37''' (1926), 863; [Quantenmechanik der Stossvorgange], ''ibid.'', '''38''' (1926), 803] sau đó phải đưa ra tọa độ của electron nguyên tử như các biến trên cơ sở bình đẳng quan hệ với các electron va chạm. Sóng không thể truyền trong không gian ba chiều nhưng là truyền được trong không gian cấu hình đa chiều. Từ điều này ta thấy rằng sóng cơ lượng tử thực vậy là một thứ gì đó có một chút khác biệt với sóng ánh sáng của thuyết cổ điển. </blockquote>Tại cùng hội nghị, Erwin Schrodinger cũng đã báo cáo như vậy :<blockquote>Sau khi hai định luật được đưa ra, mà thực tế là liên quan rất mật thiết nhưng lại không đồng nhất. Đầu tiên, những ai tuân theo luận điểm của tiến sí nổi tiếng L. de Broglie, băn khoăn về sóng trong không gian ba chiều. Bởi vì sự xem xét hoàn toàn theo thuyết tương đối được chấp nhận trong cách giải thích này từ lúc đầu, ta nên đề cập đến nó như là một sóng cơ bốn chiều. Một định luật khác còn sai khác hơn ý tưởng ban đầu của ngài de Broglie, trong một chừng mực nó dựa vào một quá trình giống sóng trong tọa độ vị trí của không gian(không gian q) của một hệt cơ học bất kì. Do đó chúng ta nên gọi nó là sóng cơ học đa chiều. Tất nhiên, ứng dụng này của không gian q được xem như là một công cụ toán học đơn thuần, cũng giống như lúc thường được áp dụng cho cơ học cổ điển ; Cuối cùng, cũng trong luận điểm này, quá trình này được mô tả như là một thể trong không gian và thời gian. Trong thực tế, mặc dù sự thống nhất hoàn toàn của hai khái niệm là không thể có được. Bất cứ thứ gì vượt trội sự dịch chuyển của một electron đơn lẻ cho đến có thể xem như chỉ đúng với không gian đa chiều ; cũng như vậy, đây là một trong những quan điểm cung cấp giải pháp toán học đối với vấn đề do ma trận cơ học Heisenberg-Born gây ra.</blockquote>Vào năm 1955, Heisenberg đã lặp lại  như sau  :<blockquote>Một bước tiến quan trọng đã xảy ra từ quá trình nghiên cứu của Born vào mùa hè năm 1927. Cụ thể, loại sóng trong không gian cấu hình được hiểu là một dạng sóng xác suất, với mục đích giải thích quá trình va chạm trong định luật Schrodinger. Giả thuyết này có hai điểm quan trọng khi so sánh với thuyết của Bohr, Kramers và Slater. Điểm đầu tiên là khẳng định rằng, trong việc xem xét « sóng xác suất », chúng ta dành sự quan tâm với những gì không thuộc về không gian ba chiều thông thường, nhưng thuộc về không gian cấu hình trừu tượng (một sự thật là thật không may rằng đã bị bỏ qua đến ngày hôm nay) ; điều thứ hai là công nhận rằng loại sóng xác suất lại liên quan đến một quá trình riêng biệt.</blockquote>Như đã được đề cập ở trên rằng « đại lượng dịch chuyển » của sóng Schrodinger có những giá trị là các số phức vô hướng. Sẽ có thắc mắc rằng ý nghĩa vật lý của những con số đó là gì. Theo Heisenberg, thay vì trở thành đại lượng vật lý thông thường nào đó như cường độ điện trường của Maxwell, hay là mật độ khối lượng, các đại lượng dịch chuyển của các gói sóng Schrodinger là xác suất biên độ. Ông ấy viết rằng thay vì sử dụng khái niệm ‘gói sóng’, nó được ưa chuộng hơn khi gọi là gói xác suất. Biên độ xác suất cung cấp kết quả tính toán của
 
xác suất vị trí hay momen của các hạt rời rạc. Heisenberg dẫn thuyết của Duane về sự truyền dịch động lượng mang tính xác suất lượng tử trong hiện tượng nhiễu xạ hạt, lấy ví dụ trong trường hợp khe Young, thuyết này cho phép về mặt xác suất, từng hạt (trong chùm hạt) có khả năng cùng di chuyển qua hai khe Young trong cùng một thời điểm. Như vậy ta không cần thiết băn khoăn về vật chất sóng, có thể nói như là « sản phẩm của vật chất tối »
Một bước tiến quan trọng đã xảy ra từ quá trình nghiên cứu của Born vào mùa hè năm 1927. Cụ thể, loại sóng trong không gian cấu hình được hiểu là một dạng sóng xác suất, với mục đích giải thích quá trình va chạm trong định luật Schrodinger. Giả thuyết này có hai điểm quan trọng khi so sánh với thuyết của Bohr, Kramers và Slater. Điểm đầu tiên là khẳng định rằng, trong việc xem xét « sóng xác suất », chúng ta dành sự quan tâm với những gì không thuộc về không gian ba chiều thông thường, nhưng thuộc về không gian cấu hình trừu tượng (một sự thật là thật không may rằng đã bị bỏ qua đến ngày hôm nay) ; điều thứ hai là công nhận rằng loại sóng xác suất lại liên quan đến một quá trình riêng biệt.
 
Những ý tưởng này có thể diễn đạt theo ngôn ngữ phổ thông như sau. Bởi vì sóng vật lý thông thường, một « điểm » sẽ chỉ đến một vị trí trong không gian vật lý tại một thời điểm tức thời, mà tại đó sẽ qui định « dịch chuyển » của một số đại lượng vật lý. Nhưng theo cơ học lượng tử, một điểm một « điểm » mà đề cập đến cấu hình một hệ thống tại một thời điểm nhất định, mỗi hạt của hệ thống có cảm giác hiện diện tại mỗi điểm của cấu hình không gian, mỗi hạt tại một điểm như thế có thể đặt tại một vị trí khác trong không gian vật lý thông thường. Không có biểu hiện rõ ràng rằng, lúc này, hạt này ở đây và hạt khác ở kia tại các vị trí riêng biệt trong cấu hình không gian. Sự khác biệt về khái niệm này dẫn đến việc, trái với các quan niệm về sóng cơ lượng tử truyền thống trước thời de Broglie, khái niệm về các gói lượng tử mới này không trực tiếp và rõ ràng thể hiện quan điểm của Aristotle, ý tưởng chủ đạo của cơ học Newton, rằng sự lan truyền được gây ra chỉ bởi sự va chạm, hay thể hiện quan điểm của Einstein rằng sự lan truyền này không thể đạt tốc độ ánh sáng. Ngược lại, những ý tưởng này bị ảnh hưởng nặng bởi thuyết sóng cổ điển thông qua hàm số Green, mặc dù các hiện tượng lượng tử quan sát được vào thời bấy giờ chưa đủ để củng cố lý thuyết này. Lý luận đầu tiên cho điều này được đưa ra bởi Einstein.
Như đã được đề cập ở trên rằng « đại lượng dịch chuyển » của sóng Schrodinger có những giá trị là các số phức vô hướng.  Sẽ có thắc mắc rằng ý nghĩa vật lý của những con số đó là gì. Theo Heisenberg, thay vì trở thành đại lượng vật lý thông thường nào đó như cường độ điện trường của Maxwell, hay là mật độ khối lượng, các đại lượng dịch chuyển của các gói sóng Schrodinger là xác suất biên độ. Ông ấy viết rằng thay vì sử dụng khái niệm ‘gói sóng’, nó được ưa chuộng hơn khi gọi là gói xác suất. Biên độ xác suất cung cấp kết quả tính toán của xác suất vị trí hay momen của các hạt rời rạc. Heisenberg thuật lại ý tưởng của Duane về nhiễu xạ hạt bởi xác suất
 
== Sóng pha và hiện tượng tuần hoàn của De Broglie ==
Như vậy ta không cần thiết băn khoăn về vật chất sóng, có thể nói như là « sản phẩm của vật chất tối »
Quan điểm của De Broglie xuất phát từ giả thuyết, « ứng với mỗi phần khối lượng riêng biệt m0 một vật sẽ kết hợp với một hiện tượng tuần hoàn với tần số vo, do đó có thể tìm được phương trình : {{math|''hν''<sub>0</sub> {{=}} ''m''<sub>0</sub>''c''<sup>2</sup>}}. Tần số v0 có thể đo được, tất nhiên, là …
 
Giả thuyết này là cốt lõi của định luật.
Những ý tưởng này có thể diễn đạt theo ngôn ngữ phổ thông như sau. Bởi vì sóng vật lý thông thường, một điểm sẽ chỉ đến một vị trí trong không gian vật lý tại một thời điểm tức thời, mà lúc đó sẽ đặc trưng
 
De Broglie đã đi theo giả thuyết ban đầu của mình về hiện tượng tuần hoàn, có tần số v0, liên kết với gói năng lượng. Ông đã sử dụng những thuyết tương đối đặc biết liên quan để tìm ra, trong khuôn khổ các bộ phận thu các gói năng lượng electron mà di chuyển với vận tốc v, mà tần số của nó hình như thay đổi theo công thức :
: <math>f = \nu_0 \sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}}\,.</math>
Then
: <math> \lambda f = E/p=v_\mathrm p\,.</math>
: Ta sử dụng lời giải như ở trên. Đại lượng <math>v_\mathrm p</math> là vector của đại lượng mà de Broglie gọi là « sóng pha ». Bước sóng của nó là <math>\lambda</math> và tần số là <math>f</math>.. De Broglie lý giải rằng hiện tượng hạt nội tại giả định tuần hoàn cùng pha với sóng pha đấy. Đây chính là khái niệm cơ bản về vật chất của ông. De Broglie lưu ý rằng <math>v_\mathrm p > c</math>, và sóng pha không chuyển đổi năng lượng. Trong khi khái niệm mà sóng liên kết với vật chất là chính xác, de Broglie đã không nhanh chóng đi đến kết luận sau cùng rằng cơ học lượng tử không có sai lầm. Có những vấn đề về khái niệm trong cách tiếp cận mà Broglie đã đưa ra trong những luận điểm mà ông ấy vẫn chưa thể giải thích được, cho dù ông đã thử thay đổi một số luận điểm cơ bản khác nhau trong các bài báo xuất bản khi ông vẫn tập trung vào, và ngay cả sau khi xuất bản, giả thuyết của ông… Những trở ngại này đã được giải thích bởi Erwin Schrodinger, người mà đã nâng tầm các phương pháp cơ học sóng, bắt đầu từ một giả thuyết cơ bản hơi khác nhau.
 
== Chú thích ==