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迪威网友7a345c
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各向异性量子谐振子

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发布时间:2024/1/19 18:39:00
这件作品既是数据的物理表现,也是对人类知识范围和局限性的探索。量子力学(QM)描述粒子在非常小的尺度上如何活动的物理学分支,是我们最好地理解宇宙运行方式的基本部分。QM是人类历史上最成功的理论,它以令人难以置信的精确度成功通过了每一项实验测试。没有它,我们就不会有笔记本电脑、智能手机、核磁共振仪、微处理器或激光。材料的大多数性质,如导电性或磁性,都是量子力学的直接结果,一些实验值的不确定度已被确定为万亿分之几。但令人惊讶的是,我们永远不能确切地预测一个粒子现在或将来会在哪里。根据QM的说法,粒子没有明确的位置,而是由一个波函数来描述,该波函数为宇宙中的每个空间点分配一个复数。在没有被观测到的情况下,波函数以完全已知和确定的方式变化,如依赖于时间的薛定谔方程所描述的那样。这种运动非常类似于我们熟悉和理解的波浪,就像湖面上的涟漪,可以相互干扰。

但在我们对支配我们宇宙的法则的理解中,存在着一种内在的悖论。尽管我们知道关于波函数的一切,而且它在时间上的演化是完全确定的,但只有在我们选择寻找的情况下,解才会给出在每个特定位置找到粒子的概率。一旦我们实际进行了衡量,我们就不能确定结果,只能确定每个结果的先验机会。这幅图展示了一种特殊情况下概率密度随时间的演变:粒子在椭圆形碗中滚动,也被称为各向异性二维谐振子。每个图形的高度表示单个时刻的概率密度,即粒子被发现处于x和y位置的几率。这个粒子将以一种不确定的幸福状态在碗周围晃动,直到有人往里看,这时它会突然落到一个特定的确定位置。
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