Где же заканчивается квантовый мир и начинается мир наш, классический?

 


Первая модель строения атома, предложенная Э. Резерфордом в 1911 году, основывалась на представлении об атоме как о мельчайшей Солнечной системе: основная масса сосредоточена в ядре, а электроны вращаются вокруг него по планетарным (эллиптическим) орбитам. Сразу же после формулировки этой модели были высказаны большие сомнения в ее справедливости, основанные на том, что она не позволяла объяснить экспериментально наблюдаемые спектры испускания атомов (и, в частности, - открытую еще в 1888 году ридберговскую серию линий в атоме водорода). Чтобы привести теорию в согласие с экспериментом, Н. Бор в 1913 году постулировал квантование углового момента электрона в атоме, из чего следовал вывод о дискретности радиусов электронных орбит. И лишь после создания основ квантовой механики стало понятно, что электрон в атоме следует рассматривать не как планету, движущуюся вокруг светила-ядра по классической орбите, а скорее как некое размытое облако. Квантовая механика смогла не только объяснить электронную структуру огромного числа атомов и молекул, но и предсказала множество новых эффектов, впоследствии обнаруженных экспериментально. Поэтому сомневаться в этой (странной на первый взгляд) математической конструкции не приходится. Но ведь окружающие нас предметы макроскопического мира – это не бесформенные облака, а вполне осязаемые объекты. Да и те же электроны – реальные частицы. Они двигаются по электрическим проводам, создают изображение на телевизионных экранах, заставляют светиться лампочки и т.д. Где же заканчивается квантовый мир и начинается мир наш, классический?
Этому вопросу посвящена работа [1] сотрудников Университета Вирджинии (США), сконструировавших классические резерфордовские атомы лития, в которых электроны не размазаны в окрестности ядра, а двигаются вокруг него подобно классическим частицам. Чтобы изготовить такие атомы, нужно локализовать электронное облако на орбите, то есть сформировать волновой пакет из когерентной суперпозиции волновых функций.
Подробности эксперимента читайте на страницах свежего выпуска интернет-журнала Перст.

SPIN