点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:微观粒子如何随时间演化?《张朝阳的物理课》硬核科普
首页> 光明科普云> 科普资讯 > 正文

微观粒子如何随时间演化?《张朝阳的物理课》硬核科普

来源:光明网2023-03-13 17:55

  解薛定谔方程的数学技巧中蕴藏着怎样的物理原理?为何被紧束缚在一点的粒子会瞬间弥散?一个可以真实存在的高斯波包如何自由地演化?3月12日,《张朝阳的物理课》第129期开播,张朝阳开讲高斯波包的自由演化问题。

微观粒子如何随时间演化?《张朝阳的物理课》硬核科普

  张朝阳首先给网友们复习了上一节直播课中对含虚参数的高斯积分的推导。引入虚数后,我们得到了对量子世界的正确描述,但是具体计算中,高斯积分的结果需要重新给出证明。张朝阳提示,利用复数和复平面上向量的对应,可以将积分计算转换成几何问题,进而可以推导出高斯积分公式。

  紧接着,张朝阳承接上一节课中对狄拉克δ波包的计算分析,指出由于量子力学不确定性原理的越苏,坐标空间上被紧紧束缚于一点的微观粒子,在动量空间上是均匀分布。也就是该粒子的动量的取值是任意的,甚至包括正无穷和负无穷。因此,开始演化后,在任意短的瞬间,粒子就可能奔跑到世界上的任意角落,哪怕是无穷远处。这是因为薛定谔在提出他的方程的时候并没有脱离牛顿力学的框架,完全不考虑任何相对论的效应。因此,它忽视了现在我们熟知的光速最大原理,理论存在内在的瑕疵。

  张朝阳表示,因此考虑一个被束缚于一点的粒子不是一个真实的物理模型。为了更好地理解量子力学中的演化现象和不确定性原理,他以同样的方法分析了高斯波包的演化。可以发现,这一类粒子无论是在坐标空间或者动量空间,它们都呈现一种高斯分布,并且分布的展宽满足量子力学不确定性原理。在初始时刻,粒子所在状态使得不确定性关系取得等号,这个状态达到了自然允许我们所能制备和测量的最高精度。其后,粒子在坐标空间上逐渐向外弥散,动量和坐标分布展宽的乘积将随时间逐渐增大。

  截至目前,《张朝阳的物理课》已直播一百余期,内容丰富、覆盖广泛,理论公式由浅入深、繁简交融。

  据了解,在直播方面,搜狐视频正持续打造知识直播平台,邀请各个科学领域的头部播主入驻,进行科普知识直播。

[ 责编:姜楠 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 穗深城际铁路全线贯通运营

  • 北京:家门口托管 社区“帮带娃”

独家策划

推荐阅读
7月30日,国家能源局发展规划司副司长邢翼腾在新闻发布会上表示,上半年,国内油气供应总体平稳有序,电力供应保障基础进一步夯实,全国发电装机容量突破40亿千瓦,规模远超世界其他主要经济体。
2026-07-31 03:20
夏日贵阳,清风送爽,“中国数谷”又要迎来一场数字经济领域的年度盛会。8月28日至30日,2026中国国际大数据产业博览会将在此举办,目前各项筹备工作已进入全面冲刺阶段。
2026-07-31 03:40
“十五五”规划纲要围绕“加快高水平科技自立自强,引领发展新质生产力”作出专篇部署,明确提出“推动科技创新和产业创新深度融合”。
2026-07-31 03:40
“十五五”开局,第一个经济半年报发布,以高端制造、数智经济、现代服务为代表的新动能对经济增长的贡献超过40%。其中释放出鲜明信号,科技创新正加速赋能经济高质量发展。
2026-07-31 03:40
前不久,2026世界人工智能大会暨人工智能全球治理高级别会议在上海召开,多款智能助残设备集中亮相,生动展现了科技普惠特殊群体的温暖力量。
2026-07-31 03:40
近日,2026年亚太经合组织(APEC)数字和人工智能部长会议在四川成都举行,各种前沿科技产品集中亮相,“智能范儿”十足,吸引了中外观众纷纷驻足体验、拍手称赞。
2026-07-30 03:00
珠江口东岸,潮生不息,长风浩荡。前海石静立海边,近处草木葱茏,远处楼宇拔节。十多年前,这里还是一片滩涂;今天,一座现代化国际化滨海新城拔地而起。
2026-07-30 02:10
近日,中国长征十号乙运载火箭成功首飞,并实现全球首次网系回收。这一突破,不仅验证了重复使用火箭的关键技术,也为未来大幅降低卫星等航天器的发射成本打下了基础。
2026-07-30 03:00
“古籍虫蛀霉变触目惊心,传统修复周期漫长——能不能用AI让古籍校勘更快一些?”这是河北东方学院2022级文物与博物馆学专业学生罗钰姿在一次专业课上萌生的念头。
2026-07-30 02:20
近日,中央网络安全和信息化委员会印发《深化互联网协议第六版(IPv6)技术创新和融合应用实施方案(2026—2030年)》,围绕技术研发、行业融合应用、安全保障等十大领域系统布局,制定了36项具体任务,着力推动我国IPv6从规模部署迈向全面赋能。
2026-07-30 02:20
种业振兴,核心在创新。加强种业知识产权保护,是对育种创新的最大激励,也是加快推进种业振兴的有力保障。
2026-07-29 03:05
十四五”时期,生态环境部分区域、分批次完成全国452处国家级自然保护区生态环境保护成效评估,以及首轮全国生态保护红线保护成效五年评估。
2026-07-29 03:05
近日,印度最大核电站库丹库拉姆核电站被曝泄露大量敏感文件。勒索软件组织World Leaks将包括部分设施蓝图、供应商信息、设备评估报告等约1.9万份、总计14.3吉字节的敏感文件挂上其站点,
2026-07-29 03:05
习近平总书记在山东省德州市考察时强调,要“以扎实举措做好各项工作,着力提升农业综合生产能力和质量效益,确保粮食等重要农产品稳定供给,因地制宜推进宜居宜业和美乡村建设,引导广大农民群众用勤劳和智慧创造更加美好生活”。
2026-07-29 03:05
在国新办28日举行新闻发布会上,商务部副部长鄢东表示,看待产能问题,要秉持全面、客观、公正的态度,更不能以此为名,行保护主义之实。
2026-07-29 03:05
28日,中央广播电视总台首届智能机器人应用技能大展在京启动。活动现场,中国机械工业联合会携手总台央视新闻发布了《中国工业机器人市场活力数据》。
2026-07-29 03:05
国家统计局27日发布数据显示,今年上半年,全国规模以上工业企业营业收入同比增长6.5%,较一季度加快1.5个百分点。营业收入加快增长,
2026-07-28 04:15
推动科技创新与产业创新深度融合,是培育新质生产力、构建现代化产业体系,实现高水平科技自立自强的关键路径。习近平总书记深刻指出“人才资源是第一资源,
2026-07-28 04:25
作为走进企业的“科技副总”,浙江大学周鸣川研究员与某民营医疗机构共建联合实验室,推动眼科手术机器人进入国家创新审批通道;浙江农林大学王翀教授与杭州某饲料企业深度合作,
2026-07-28 04:25
加载更多