» » » » » » Relația de incertitudine timp-energie

Relația de incertitudine timp-energie

În mecanica non-relativistă, timpul este privilegiat ca variabilă independentă. Cu toate acestea, în 1945, L. I. Mandelshtam și I. E. Tamm au derivat o relație de incertitudine timp-energie non-relativistă, după cum urmează. Pentru un sistem cuantic într-o stare non-staționară ψ și o observabilă B reprezentată de un operator auto-adjunct , se aplică următoarea formulă:

σE·σB/|dB̂/dt| ≥ ℏ/2.

unde σE este deviația standard a operatorului de energie (Hhamiltonian) în starea ψ, σB reprezintă abaterea standard a lui B. Deși al doilea factor din partea stângă are dimensiunea timpului, acesta este diferit de parametrul de timp care intră în ecuația lui Schrödinger. Este durata de viață a stării ψ în raport cu observabila B: Cu alte cuvinte, acesta este intervalul de timp (Δt) după care valoarea de așteptare se modifică în mod apreciabil.

O semnificație informală euristică a principiului este următoarea: O stare care există doar pentru un timp scurt nu poate avea o energie definită. Pentru a avea o energie definită, frecvența stării trebuie să fie definită cu exactitate, iar acest lucru necesită ca starea să oscileze pentru multe cicluri, reciprocitatea preciziei cerute. De exemplu, în spectroscopie, stările excitate au o durată de viață finită. Prin principiul incertitudinii timp-energie, ele nu au o energie definită și, de fiecare dată când se descompun, energia pe care o eliberează este puțin diferită. Energia medie a fotonului de ieșire are un vârf la energia teoretică a stării, dar distribuția are o lățime finită numită lățimea liniei naturale. Stările cu descompunere rapidă au o lățime de linie largă, în timp ce stările cu descompunere lentă au o lățime de linie îngustă.

Același efect de lățime de linie face de asemenea dificilă specificarea masei de repaus a particulelor instabile, care se dezintegrează rapid în fizica particulelor. Cu cât particula se dezintegrează mai repede (cu cât este mai scurtă durata de viață), cu atât mai mică este masa (cu cât este mai mare lățimea particulei).

Summary
Review Date
Reviewed Item
Relația de incertitudine timp-energie
Author Rating
51star1star1star1star1star

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *

Acest sit folosește Akismet pentru a reduce spamul. Află cum sunt procesate datele comentariilor tale.