¿Los átomos siguen una trayectoria fija?

Técnicamente hablando, no.

Los átomos son de naturaleza cuántica y, por lo tanto, la rareza de la mecánica cuántica también se aplica a ellos. Ahora, en este marco, hay formas de ver la mecánica cuántica, a saber, la formulación canónica (que se basa en el hamiltoniano) y la formulación integral del camino (que se basa en la acción / lagrangiana). La segunda formulación es el marco más fácil en el que podemos ver que las partículas cuánticas no siguen trayectorias fijas.

Para cada ruta que puede tomar una partícula, la amplitud que dan es la misma, pero la fase asociada es diferente, cuyo argumento es un número llamado acción, es decir, cada ruta [matemática] x_i [/ ​​matemática] que tiene la las mismas condiciones de contorno (por ejemplo, este podría ser el mismo punto inicial y final) contribuye a una fase [matemática] e ^ {iS [x_i (t)] / \ hbar} [/ matemática], donde [matemática] S [x_i (t )] [/ math] es la acción. Más matemáticamente

[math] P (\ mathrm {Start} \ rightarrow \ mathrm {End}) = | K (\ mathrm {Start} \ rightarrow \ mathrm {End}) | ^ 2 [/ math]

Aquí, [matemática] P [/ matemática] es la probabilidad, y [matemática] K [/ matemática] es la amplitud. Hemos visto eso:

[math] K (\ mathrm {Start} \ rightarrow \ mathrm {End}) = \ sum \ limites _ {\ mathrm {caminos}} \ phi [x (t)] [/ math]

donde [matemáticas] \ phi = Ae ^ {iS [x (t)] / \ hbar} [/ matemáticas]. La constante [matemática] A [/ matemática] se elige para normalizar [matemática] K [/ matemática] correctamente. En un análisis complejo, podemos representar estas fases como pequeñas flechas y sumarlas juntas como vectores. Aquí hay un buen ejemplo para una configuración simple donde una partícula va de principio a fin:

Imagen de la formulación integral de Path

En primer lugar, podemos notar que lejos de la ruta clásica (la línea recta), la amplitud se mueve en espiral hacia un punto y, por lo tanto, no contribuyen mucho a la amplitud total. En el lenguaje de la mecánica cuántica, interfieren destructivamente. Cerca del camino clásico, las amplitudes se suman o interfieren constructivamente. Por lo tanto, podemos ver que el camino más probable es el camino clásico dado que la mayor parte de la amplitud proviene de ese camino y de la región cercana. Esta es en realidad la explicación mecánica cuántica del principio de menor acción.

Referencias

Mecánica cuántica e integrales de ruta: edición modificada (Dover Books on Physics): Richard P. Feynman, Albert R. Hibbs, Daniel F. Styer: 0800759477227: Amazon.com: Libros

Formulación integral de ruta

More Interesting

¿Puede la luz visible (fotones) eliminar electrones de sus átomos? Si es así, ¿por qué no hay electrones libres cada uno, si no, a dónde va esta luz?

¿Cómo es posible ver átomos de un material en particular a través de un microscopio muy potente?

¿Los átomos que atraviesan una rendija saben si están siendo observados?

¿Por qué hay una mayor nucleofilicidad de un átomo debido a la presencia de un átomo adyacente (alfa) con electrones de par solitario?

¿Por qué se necesita una cantidad infinita de energía para acelerar un átomo a la velocidad de la luz?

¿Por qué los inventores de la bomba atómica llamaron a las bombas Little Boy y Fat Man? ¿De qué manera los apodos de la bomba atómica eran diferentes de lo que esos nombres describían?

¿Por qué Estados Unidos no volverá a usar la bomba atómica en lugar de librar guerras durante años?

¿Puedes dejar caer un solo átomo o fotón al suelo?

¿Qué es un átomo de hidrógeno alfa necesario para que ocurra la reacción de condensación aldólica?

¿Los átomos que estaban en los sistemas y la vida de la Tierra hace 3.000 millones de años siguen siendo los mismos que están aquí ahora (más o menos por la extraña colisión cósmica)?

Un átomo excitado emite un fotón y ahora está en un estado de energía más bajo. Antes y después de la transición, la distribución de la carga es diferente, por lo que el campo debería ser diferente. ¿Cuál es el análisis aceptado de lo que sucede en el medio?

¿Por qué no podemos hacer células vivas artificiales usando átomos?

¿Por qué los electrones de los átomos nunca se quedan sin energía?

¿Qué contiene el espacio vacío en estado subatómico?

¿Qué hace que los electrones se muevan alrededor de un núcleo para siempre? (Todo cuerpo en movimiento está obligado a detenerse en algún momento, incluso uno que funciona con combustible).