Дискретно ли пространство возможных положений частицы в КМ?

Недавно я обновил свое понимание квантовой механики с уровня популярной науки до базового уровня бакалавриата.

Что меня удивило, так это то, что для квантового состояния частицы волновая функция для этого состояния, использующая положение этой частицы в качестве основы, является функцией, определенной в континууме.

Теперь я понимаю, как может существовать дискретное пространство энергетических уровней частицы, когда она находится в ловушке.

  • Но когда дело доходит до положения частицы, означает ли тот факт, что мы представляем состояние частицы как непрерывную волновую функцию в пространстве положений, что КМ утверждает, что положение частицы потенциально можно наблюдать в любом месте континуума?

  • Точно так же я не уверен, как это работает для незахваченных частиц. Кажется, что энергия там не квантуется, поскольку волновая функция импульса аоо определена в континууме, значит ли это, что пространство возможных уровней кинетической энергии для незахваченной частицы не является дискретным?

  • если ответы на эти вопросы да, как это согласуется с моим научно-популярным пониманием того, что существует минимальный сегмент в пространстве, времени и энергетических уровнях, определяемый постоянной Планка?

Связанные: физика.stackexchange.com /q/9720/2451 , физика.stackexchange.com /q/35674/2451 , физика.stackexchange.com /q/33273/2451 , физика.stackexchange.com /q/39208 /2451 и ссылки в нем.

Ответы (2)

чтобы ответить на ваши вопросы:

1> Да, это так.

2> Да, это тоже так. Однако я не очень понимаю, что вы подразумеваете под «импульс также имеет волновую функцию». Вы имеете в виду преобразование Фурье пространственной волновой функции.

3> Сегмент, на который вы ссылаетесь, не противоречит предыдущим утверждениям. постоянная Планка всегда вступает в игру. Например, если вы помните собственные значения гамильтониана гармонического осциллятора:

Е н "=" ( н + 1 2 ) ю

+1 Хороший ответ. Но я думаю, вы могли бы улучшить свой ответ на номер 3. Дело не только в этом. вступает в игру. Вопрос, казалось, предполагал, что «популярные» представления КМ указывают на то, что все, включая пространство и время, дискретно, а размер этих дискретных измерений определяется планковской длиной и планковским временем. На этом сайте есть много хороших ответов на этот вопрос, например, этот ответ , этот или этот .
2> да, я имею в виду преобразование Фурье пространственной волновой функции. 3> Но гармонический осциллятор — это только одна система. Мой вопрос таков: если частица может иметь импульс в любом месте континуума, а энергия является функцией импульса, то это не тот случай, когда существует только дискретный набор возможных уровней энергии, поэтому идея о том, что минимально возможное изменение положения или уровня энергии (это идея, которую я почерпнул из научно-популярных статей) было бы неверным.

В ответ на ваш третий вопрос длина Планка может быть тем, что вы считаете «квантованным» пространством, а время Планка - «квантованным» временем. Это фундаментальные идеи петлевой квантовой гравитации, но не результат уравнения Шредингера или квантовой механики.

В квантовой механике частота (и, следовательно, энергия) волновой функции частицы квантуется, но ее можно найти где угодно в пространстве. Вероятность найти его в области определяется интегралом квадрата амплитуды волновой функции частицы в этой области.