Zitterbewegung

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Zitterbewegung (z niemieckiego, oznacza „ruch drżący”) – efekt pojawiający się w analizie rozwiązań równania Diraca, polegający na szybkiej oscylacji położenia cząstki wokół klasycznej trajektorii. Jeżeli skonstruować paczkę falową spełniającą równanie Diraca i zawierającą zarówno fale o dodatniej, jak i ujemnej energii, to zależna od czasu wartość średnia operatora położenia, która w granicy klasycznej jest torem cząstki, zawiera, oprócz wyrazu liniowo zależnego od czasu (opisującego ruch postępowy), także szybko oscylujący składnik, opisujący „drżenie” cząstki wokół jej klasycznej trajektorii.

Interferencja (łac. inter – między + ferre – nieść) – zjawisko powstawania nowego, przestrzennego rozkładu amplitudy fali (wzmocnienia i wygaszenia) w wyniku nakładania się (superpozycji fal) dwóch lub więcej fal. Warunkiem trwałej interferencji fal jest ich spójność, czyli korelacja faz i częstotliwości.Pulsacja (częstość kołowa, częstość kątowa) - wielkość określająca, jak szybko powtarza się zjawisko okresowe. Pulsacja jest powiązana z częstotliwością (f) i okresem (T) poprzez następującą zależność:

Częstość kołowa tej oscylacji jest równa przerwie energetycznej pomiędzy stanami dodatniej a ujemnej energii podzielonej przez stałą Plancka, zaś amplituda jest rzędu komptonowskiej długości fali cząstki. Dla elektronu

Fakt, że oscylacja nie pojawia się dla paczek falowych złożonych tylko z fal o dodatniej lub tylko fal o ujemnej energii powoduje, że uważana jest za efekt interferencji pomiędzy nimi.

Paczka falowa (pakiet falowy) – fala skupiona w ograniczonym obszarze przestrzeni. Swobodną paczkę falową można traktować jako superpozycję (złożenie) harmonicznych fal płaskich o różnych częstotliwościach.Polskie Towarzystwo Fizyczne (PTF) jest stowarzyszeniem, którego celami są: upowszechnianie fizyki, rozwijanie więzi między fizykami zatrudnionymi w oświacie, nauce oraz różnych gałęziach gospodarki a także reprezentowanie środowiska fizyków.

Jako pierwszy efekt ten zauważył Erwin Schrödinger w roku 1930.

W roku 2010 doniesiono o doświadczalnym zaobserwowaniu zjawiska zitterbewegung dla pojedynczego jonu schwytanego w pułapce jonowej i umieszczonego w takim potencjale, by symulował zachowanie swobodnej relatywistycznej cząstki opisywanej równaniem Diraca. Dla rzeczywistych relatywistycznych cząstek efekt nie został dotychczas zaobserwowany, jest to związane z bardzo wielką częstotliwością „drżenia”. W powyższym eksperymencie warunki ustalono tak, że różnica energii pomiędzy stanami symulującymi energie dodatnie i ujemne była bardzo mała, dzięki czemu oscylacje położenia były powolne.

Stała Plancka (oznaczana przez h) jest jedną z podstawowych stałych fizycznych. Ma wymiar działania, pojawia się w większości równań mechaniki kwantowej.W mechanice kwantowej położenie jest opisywane przez obserwablę - operator położenia. Przejście od położenia do operatora położenia jest nazywane pierwszym kwantowaniem.

Przypisy[ | edytuj kod]

  1. Angielsko-polski słownik nowych terminów fizycznych, Polskie Towarzystwo Fizyczne, ptf.net.pl [dostęp 2021-09-01].
  2. R. Gerritsma, G. Kirchmair, F. Zähringer, E. Solano, R. Blatt i C.F. Roos. Quantum simulation of the Dirac equation. „Nature”. 463, s. 68–71, 2010-01-07. DOI: 10.1038/nature08688. arXiv:0909.0674 (ang.). 

Bibliografia[ | edytuj kod]

  • James D. Bjorken, Sidney D. Drell: Relatywistyczna teoria kwantów. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1985, s. 48. ISBN 83-01-04179-X.
  • Wydawnictwo Naukowe PWN SA – wydawnictwo z siedzibą w Warszawie, założone w 1951, w obecnej formie prawnej działające od 1997. Wydawnictwo Naukowe PWN SA stanowi jednostkę dominującą Grupy kapitałowej PWN, w skład której wchodzi kilkanaście przedsiębiorstw, głównie wydawnictw.Zjawisko Comptona, rozpraszanie komptonowskie – zjawisko rozpraszania promieniowania X (rentgenowskiego) i promieniowania gamma, czyli promieniowania elektromagnetycznego o dużej częstotliwości, na swobodnych lub słabo związanych elektronach, w wyniku którego następuje zwiększenie długości fali promieniowania. Za słabo związany uważamy przy tym elektron, którego energia wiązania w atomie, cząsteczce lub sieci krystalicznej jest znacznie niższa, niż energia padającego fotonu. Zjawisko przebiega w tym przypadku praktycznie tak samo, jak dla elektronu swobodnego.




    Warto wiedzieć że... beta

    Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger (ur. 12 sierpnia 1887 w Wiedniu (Erdberg), zm. 4 stycznia 1961 w Wiedniu) – austriacki fizyk teoretyk, jeden z twórców mechaniki kwantowej, laureat Nagrody Nobla z dziedziny fizyki w roku 1933 za prace nad matematycznym sformułowaniem mechaniki falowej.
    DOI (ang. digital object identifier – cyfrowy identyfikator dokumentu elektronicznego) – identyfikator dokumentu elektronicznego, który w odróżnieniu od identyfikatorów URL nie zależy od fizycznej lokalizacji dokumentu, lecz jest do niego na stałe przypisany.
    Równanie Diraca – podstawowe równanie w relatywistycznej mechanice kwantowej, sformułowane przez angielskiego fizyka Paula Diraca w 1928 roku. Spełnia ono taką samą rolę jak równanie Schrödingera w nierelatywistycznej mechanice kwantowej.

    Reklama