La mecánica kwantowa może być dość myląca ze swoimi twierdzeniami, że cząstki są falami i że obiekty mają jednoczesne stany istnienia. Jednak dzięki nowoczesnym konceptom kwantowym możemy zacząć dostrzegać, co tak naprawdę się dzieje.

W klasycznym ujęciu cząstki, takie jak bile bilardowe, są obiektami o określonej lokalizacji. Mogą oddziaływać między sobą poprzez odbijanie się lub łączenie. Z drugiej strony, klasyczne fale nie mają określonej lokalizacji. Oddziałują przechodząc przez siebie nawzajem, wzmacniając lub kasując efekty innych fal.

Pierwsi fizycy byli zdezorientowani twierdzeniami, że obiekty subatomowe, takie jak elektrony i fotony, wykazują zarówno właściwości cząstek, jak i fal. Jednak teraz rozumiemy, że te obiekty posiadają dualność onda-cząstka, istniejąc jednocześnie jako fale i cząstki.

Na przykład, elektron można sobie wyobrazić jako paczkę falową, która jest kombinacją fali i cząstki. Paczka falowa ma maksymalną amplitudę w określonej lokalizacji i maleje w miarę oddalania się od niej. Ta paczka falowa, znana również jako funkcja falowa, jest używana do obliczania prawdopodobieństwa znalezienia cząstki w różnych lokalizacjach.

W ramach teorii kwantowego pola, nowoczesnej teorii opisującej cząstki, przestrzeń jest wypełniona polami dla każdego rodzaju cząstki subatomowej. Na przykład, uważa się, że elektron to paczka falowa w polu elektronu. Paczka falowa reprezentuje prawdopodobieństwo wykrycia elektronu w określonej lokalizacji.

To zrozumienie cząstek jako lokalizowanych drgań w interaktywnych polach daje nam inne spojrzenie na to, jak cząstki są emitowane i absorbowane na poziomie kwantowym. Gdy elektron emituje foton, drgania w polu elektronowego przenoszone są do pola fotonu, tworząc tym samym foton. Podobnie jak dwa stroiki drgają, gdy jedno z nich zostanie uderzone.

Podczas gdy te koncepty mogą wydawać się trudne do zrozumienia na początku, idea cząstek jako lokalizowanych drgań w polach daje nam dość precyzyjne spojrzenie na świat kwantowy. Pozwala nam lepiej zrozumieć zachowanie cząstek subatomowych i rzucić światło na tajemnice mechaniki kwantowej.

Źródła:
– „Mecánica cuántica y la dualidad onda-partícula” przez Don Lincoln
– „Mecánica cuántica y realidad clásica: Algunas visiones modernas” przez N.D. Mermin