Отрицательная кинетическая энергия

Cтраница 1

Отрицательная кинетическая энергия - бессмыслица, так как она соответствует мнимой скорости; следовательно, частица не может проникнуть внутрь барьера. Эти соображения классической механики, однако, неверны в квантовой механике. [1]

Отрицательной кинетической энергии отвечает мнимая скорость. Это означает, что понятие скорости, как и вообще понятие частицы, в этой области лишено смысла. Аналогичный эффект имеет место и в задаче с осциллятором. Действительно, в соответствии с уравнением ( XXI. [2]

Нефизическая область формально соответствует отрицательным кинетическим энергиям для начальных частицы и античастицы. [3]

Дирак показал в 1930 г., что состояния с отрицательной кинетической энергией или массой, в которых могут находиться электроны, описываемые найденным им уравнением, могут быть интерпретированы, если допустить, что почти все эти состояния заняты электронами и обнаруживаются при своей вакантности в виде позитронов, открытых экспериментально Андерсоном. [4]

Часто высказывается некоторая озабоченность по поводу кажущегося бессмысленным наличия у частицы отрицательной кинетической энергии в областях пространства, запрещенных с точки зрения классической физики, где потенциальная энергия явно больше полной энергии. Наличие отрицательной кинетической энергии в классической механике в самом деле служит основанием того, что частицы не могут попасть в такие области. В квантовой механике такая проблема не возникает, поскольку в качестве кинетической энергии частицы следует рассматривать среднее значение, вычисленное по всей волновой функции. Более того, предположим, что мы попытались ограничить местонахождение частицы исключительно областью барьера, чтобы получить отрицательную кинетическую энергию. Разумный выход из такой искусственной ситуации указывает принцип неопределенности: попытка удержать частицу в ограниченной области приводит к неопределенности в ее энергии, и этой неопределенности достаточно, чтобы предохранить нас от вывода, что у частицы отрицательная кинетическая энергия. [5]

Потенциальная энергия электрона V как функция координаты X ( сплошная линия. [6]

Заметим, что квантовая механика допускает проникновение частицы в область с отрицательной кинетической энергией. [7]

Переход через барьер невозможен, так как при этом частица будет иметь отрицательную кинетическую энергию и мнимую скорость, что бессмысленно. Иначе обстоит дело для микрочастицы. [8]

Таким образом, следовало ожидать, что порог деления ggU235 находится в области отрицательных кинетических энергий падающих нейтронов. Реакция срыва дейтона позволяет производить облучение ядер такими нейтронами с отрицательной кинетической энергией. Опыт с делением 92U235 показал, что порог этой реакции действительно лежит в области отрицательных кинетических энергий нейтронов, а именно при энергии - 1 5 Мэв. [9]

Естественно считать мину с - частицы обладающими достаточно большой средней отрицательной температурой, так как они постоянно приобретают отрицательную кинетическую энергию от частиц космическиой радиации и не могут скапливаться в виде планет, звезд и других плотных космических объектов, сохраняющих не слишком высокую температуру. Таким образом, коэффициент у должен иметь минимальное значение в межгалактическом пространстве и возрастать внутри туманностей и вблизи звезд. [10]

С другой стороны, имеются случаи, в которых G уменьшается с г внутри барьера так быстро, что пренебрежение областью отрицательной кинетической энергии не вносит заметной ошибки. [11]

Чтобы рассмотренный пример был действительно показательным, следует добавить к обычным ядерным размерам расстояния, на которые проникают связанные частицы в область отрицательных кинетических энергий. Каналы, в которых это имеет место, будем называть закрытыми каналами. Учет закрытых каналов заметно увеличивает граничный радиус каналов и затрудняет непосредственное применение теории. Однако в рассмотренном примере несколько сгущены краски, так как, если конфигурационное пространство имеет более чем два измерения, то перекрывание хвостов волновых функций имеет место в сравнительно более ограниченной области. Хотя это перекрывание существует, все же можно надеяться, что его роль невелика, поскольку оно происходит в сравнительно малом объеме, и во многих случаях оказывается возможным использовать постоянное значение гь. Однако вводимая при этом ошибка не обязательно является пренебрежимо малой. Например, если канал / / / представляет дейтрон, а частицы / и 2 являются соответственно протоном и нейтроном, то перекрытие хвостов в каналах / / / и / частично обусловливает реакцию срыва ( d, p), которой нельзя пренебрегать. [12]

В этих работах предполагалось, что падающий нейтрон взаимодействует с хвостом протонной волновой функции в области пространства, в которой протон обладает отрицательной кинетической энергией. Эти сечения в 70 - 1000 раз превышали соответствующие значения, предсказываемые непосредственным применением статистической теории ядерных реакций Вайскопфа, в то время как сечения реакций ( п, 2п) находились в приблизительном согласии с этой теорией. Мак-Манус и Шарп смогли объяснить это расхождение, используя модель прямоугольной ямы для независимых нуклонов и проводя вычисления по теории возмущений аналогичные расчетам Куранта 172 ], с разумными предположениями относительно вероятности прямого взаимодействия. Вычисления Остерна, Батлера и Мзк-Мануса [74] были выполнены в импульсном приближении Чу [78], которое представляется оправданным, так как ни одна частица не взаимодействует с ядром в области конфигурационного пространства, в которой они взаимодействуют друг с другом. Эти вычисления дали кривые распределения с максимумами в распределении протонов, характеризуемыми орбитальными моментами / р и 1п протона и нейтрона в связанных состояниях. [13]

Конечно, было бы заманчиво, обнаружив микрочастицу в области II ( под потенциальным барьером), зафиксировать при этом у нее наличие отрицательной кинетической энергии. Однако благодаря соотношениям неопределенностей это сделать принципиально нельзя. Как и в других случаях, попытка подсмотреть за микрочастицей в области, где она проявляет волновые свойства, приводит к исчезновению этих свойств. [14]

Приближение геометрической оптики также не может предсказать правильные фазы волновых функций в тех случаях, когда имеет место отражение от поверхности, разделяющей области положительной и отрицательной кинетической энергии. [15]

Страницы: 1 2 3