Частицы-волны

Волны амплитуды вероятности

Франция и США будут настаивать на новых санкциях ООН против Ирана

Редактор Би-би-си станет пресс-секретарем Кэмерона

Британский премьер-министр Дэвид Кэмерон назначил одного из руководителей Би-би-си главой пресс-службы правительства. Этот пост займет Крейг Оливер, возглавляющий иновещание Би-би-си на английском языке. Он заменит Энди Коулсона, который в январе ушел в отставку из-за обвинений в причастности к незаконному прослушиванию телефонов в бытность его главным редактором газеты News of the World.

41-летнему Оливеру предложение занять новую должность было сделано на прошедшей неделе. Его роль - возглавить формирование "публичного имиджа" Дэвида Кэмерона, правительственной коалиции и Консервативной партии в глазах страны.

По сведениям политического обозревателя Би-би-си Ника Робинсона, ранее Крейг Оливер к политике отношения не имел. Однако именно к нему обратился Энди Коулсон, а в прошедшие выходные Оливер встретился с премьер-министром.

Дэвид Кэмерон выразил свое удовлетворение новым назначением: "Крейг обладает очень серьезным опытом в вещании. Он сумеет прекрасно объяснять и доводить до людей программу правительства".

В понедельник Иран формально уведомил Международное агентство по атомной энергии о намерении начать со вторника работы по обогащению урана до 20% для тегеранского исследовательского реактора, а также о планах построить десять новых заводов по обогащению урана.

Франция и США намерены настаивать на новых санкциях ООН против Ирана. Министр обороны Франции Эрве Морен в ходе встречи с главой Пентагона Робертом Гейтсом заявил, что не остается "другого выхода, кроме как принять новые меры в отношении Ирана и его ядерной программы". По словам министра обороны Франции, мнения двух стран по этому вопросу "полностью совпали".

США и ряд других стран Запада обвиняют Иран в разработке ядерного оружия под прикрытием программы мирного атома. Совет Безопасности ООН принял несколько резолюций и наложил на Иран санкции, требуя от него отказаться от обогащения урана. Тегеран все обвинения отвергает, заявляя, что его ядерная программа направлена исключительно на удовлетворение потребностей страны в электроэнергии.

Рассмотрим опыт с монохроматическим пучком света малой интенсивности. Пусть пучок проходит через тонкое отверстие диаметром в несколько длин волн. В любой момент времени через отверстия проходит только одна частица. В качестве приемного устройства возьмем фотопластинку большой разрешающей способности с очень малым размером зерна. Проведем несколько опытов с увеличивающимся временем экспозиции.

При малой экспозиции на пленке отпечатываются отдельные хаотически разбросанные точки - зачерненные зерна, в которые попал один или несколько фотонов. Никакого порядка в распределении их нельзя рассмотреть. Однако, если наложить друг на друга несколько таких фотопластинок, или сделать время экспозиции в несколько раз большим, то в более плотном распределении точек начинает проглядывать закономерность - дифракционная картина. При длительной экспозиции на фотопластинке все лучше видна картина дифракции на круглом отверстии. На рисунке запечатлена последовательность изображений фотопластинок с отпечатками все большей экспозиции.

Эксперименты по фотоэффекту, эффекту Комптона, фотоснимки при очень слабом освещении и малой экспозиции указывают на то, что свет представляет собой поток частиц - фотонов. Движение каждого отдельного фотона совершенно случайно. Принципиально невозможно предсказать, как он поведет себя сейчас или позднее.

При проведении большого числа опытов (опыт - это пролет одного фотона через отверстие; увеличение времени экспозиции равносильно увеличению числа опытов) множество исходов каждого эксперимента дает закономерное пространственное распределение фотонов (дифракционную картину). Распределение фотонов оказывается таким же, как распределение интенсивности классической электромагнитной волны при дифракции на круглом отверстии.

Таким образом, следует считать, что с частицей связана волна. Квадрат амплитуды волны в данной точке равен шансу, или вероятности, фотону оказаться в данной точке.

В событиях, управляемых случаем, закономерности проявляются при многократном повторении испытания в одних и тех же условиях. Например, когда вы подбрасываете монету, то невозможно наверняка угадать, что выпадет - орел или решка, однако, если сделать большое число подбрасываний, то выявится закономерность - примерно половина испытаний оканчивается выпадением орла, а половина - решки.

Важное обстоятельство: если интенсивность пучка столь мала, что через отверстие пролетает по одному фотону в секунду, так что наверняка никакого влияния фотонов друг на друга нет, через большое время на пластинке все равно проявится дифракционная картина, характерная для прохождения волны через отверстие. Значит, волна связана с каждой частицей. Каждая частица испытывает дифракцию.

Вывод. Фотоны - частицы. Движение каждого фотона непредсказуемо. Предсказуема вероятность поведения. Вероятность поведения частицы управляется волновым процессом. Квадрат амплитуды этой волны в данном участке пространства дает вероятность попасть частице в данный участок.

Вопрос 1. Приведите примеры явлений, в которых фотоны проявляют волновые свойства.