Принимая во внимание квантово-механическую модель атома, что именно происходит, когда два атома (скажем, два иона Ca2+ в броуновском движении) сталкиваются друг с другом? Насколько мне известно, это столкновение не похоже на обычное упругое или неупругое столкновение двух макроскопических объектов. Это в основном из-за кулоновского отталкивания между электронами двух атомов? И как определяется траектория двух атомов после столкновения и какие факторы влияют на нее? Являются ли эти траектории и угол, на который отклоняются атомы, детерминированными или нечеткими, как и сами атомы?
Можно создать упрощенную квантовую модель двух атомов, рассматривая их как точечные частицы с соответственно нечеткими, но максимально информативными позициями и импульсами, направленными друг к другу. В этом случае вам не нужна релятивистская квантовая теория поля — хотя вам может понадобиться хотя бы грубая версия, если вы хотите также включить испускание фотонов, а именно связанное электромагнитное поле, но не полную КТП для электронов и т. д., только ЭМ , потому что, если это предназначено для моделирования химического процесса, это достаточно низкая энергия, так что мы не создаем и не разрушаем какие-либо известные массивные частицы.
И вы правы в своей догадке: столкновение будет, как вы говорите, нечетким. Доступная информация о местоположении неуклонно уменьшается со временем, поскольку распределения вероятностей расширяются во время сближения, а затем еще больше при столкновении - если одно начинается шире другого, оно будет распространяться на другое с каждой стороны. Более того, положения после столкновения будут запутаны или коррелированы: вы не можете просто и абсолютно точно записать две отдельные волновые функции.
и
самостоятельно описывать их нечеткие положения после столкновения. Вместо этого вам нужна шестимерная волновая функция
ибо и то, и другое не может также полностью точно представить результат. Тем не менее, если вы, наконец, запросите систему в достаточно позднее время относительно исходящих направлений атомов (тем самым увеличив количество информации), ваш результат будет совершенно случайным с обычной случайностью квантовых запросов.
Здесь есть небольшая анимация, которая пытается визуализировать что-то вроде этого:
https://www.youtube.com/watch?v=exy2twNRhzQ
Там не два свободных атома, а одна частица (может быть другой атом), попадающая в связанное состояние (вероятно, предназначенное для представления атома с смоделированным орбитальным электроном), которое фиксируется на месте в качестве упрощения. Взгляните на эту маленькую штуку wnoozle — сейчас энергия mwrrp нечеткая из-за наличия информации о движении, за которую приходится платить информацией об энергии. Нам нужно было бы включить электромагнитное поле, как упоминалось выше, если мы хотим увидеть этот распад до его основного состояния, как это было бы в «реальной жизни», оставляя фотон с нечетким существованием, а также запутанным, поскольку, если вы видите или иным образом регистрируете этого фотона, вы также получаете информацию о том, что атом сейчас находится в низком состоянии, иначе, если вы этого не сделаете, вы получите информацию о том, что он можетпо-прежнему находиться в высоком состоянии (если только это не промах, но мы можем представить себе детектор всеохватывающих фотонов, если захотим).
Квантовый пул, как вы понимаете, будет значительно сложнее, чем обычный пул, и действительно достоин казино, ведь в принципе невозможно предугадать, найдете ли вы свои шары в лунках или направите их так, чтобы гарантировать это!
Эмилио Писанти