Представьте себе электрон в форме песочных часов. - орбитальная . Он имеет две доли. Вероятность того, что он окажется в центре орбитали, равна нулю. Это точка, которая соединяет две доли орбитали.
Теперь, если я сделаю наблюдение, я найду электрон в правой доле орбитали. Я делаю еще одно наблюдение, и оно все еще находится в правой доле. Теперь, когда я делаю третье наблюдение, электрон находится в левой доле. Как он попал в левую долю, минуя центр орбиты. Вероятность того, что он окажется в центре, равна нулю!
Орбиталь — это распределение плотности вероятности, квадрат волновой функции, характеризующий электрон, связанный в атоме.
Часть «плотности» вероятностного определения квантово-механических решений важна, потому что это означает, что dx умножает плотность вероятности, чтобы получить вероятность около точки x + dx. Таким образом, не только ноль, но и любая точка функции орбитали даст нулевую вероятность, если не умножить ее на конечное dx.
Электрон не находится на траектории, как Луна вокруг Земли. Только плотность вероятности может описать его местоположение, а не движение внутри атома. Он находится в квантово-механическом состоянии.
Распределение плотности вероятности — это то, что можно измерить, и это можно сделать, имея большое количество атомов с электронами на одной и той же орбитали . Чтобы увидеть лепестковую структуру распределения p-орбитальной плотности, нужно было бы, кроме того, сориентировать все атомы в образце.
Таким образом, при измерении распределения вероятностей электрон находится в левой доле одного атома, в правой доле другого атома и т. д. Дважды вмешиваться в один и тот же атом невозможно, поскольку измерения изменяют граничные условия и, следовательно, решение уравнения уравнения.
Если вы сделаете измерение, электрон больше не будет находиться на рх-орбитали. В качестве альтернативы, если вы построите локализованную волновую функцию как линейную комбинацию орбиталей основного состояния, которая находится справа, она будет состоять не только из этой px-орбитали. Это будет соответствовать ситуации после измерения. После этого из-за разных фаз колебаний этих орбиталей квантовая эволюция будет смещать их влево (и вперед и назад, пока фазы не станут полностью некогерентными).
Поскольку электрон подвергается обычной квантовой динамике, как это диктуется уравнением Шредингера, будут возникать токи и изменение плотности, но они будут удовлетворять уравнению непрерывности (поскольку уравнение Шредингера заполняет его). Поэтому никаких резких скачков.
Итак, о прохождении через центр атома: чтобы иметь локализованный волновой пакет, будут задействованы и развиваются более высокие возбужденные состояния, и они (вместе с исходной px-орбиталью) переносят ток через центр.
Эмилио Писанти