Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 48)

Toán tử Hamiltonian

Một trong những toán tử quan trọng nhất trong cơ học lượng tử là Hamiltonian. Nó mô tả tập hợp mọi kết cục khả dĩ khi đo năng lượng toàn phần của một hệ lượng tử. Đối với một hạt đơn lẻ, về căn bản đây là tổng của các toán tử mô tả động năng của hạt đó (rút ra từ chuyển động và khối lượng), và thế năng (suy ra từ vị trí của nó trong một trường lực). Tuy nhiên, ta cũng có thể dùng Hamiltonian để mô tả các mức năng lượng nhúng trong một hệ, ví dụ như các mức năng lượng electron quay xung quanh một hạt nhân nguyên tử.

Mang tên nhà vật lí Ireland thế kỉ mười chín, William Hamilton, toán tử này có thể khác nhau tùy thuộc vào số lượng hạt trong hệ được đo. Nó giữ vai trò chính trong phương trình sóng Schrödinger phụ thuộc thời gian, trong đó nó sai khiến sự diễn tiến của hàm sóng theo thời gian. Các trị riêng phát sinh từ các nghiệm khả dĩ của phương trình tương ứng với các mức năng lượng gắn liền với những nghiệm đó.

Toán tử Hamiltonian

Hình thức tích phân đường

Như ta đã thấy, bí mật ẩn sau sự nhiễu xạ electron trong thí nghiệm hai khe là khả năng của một hạt biểu hiện hành trạng dạng sóng: một sóng có thể đi qua cả hai khe, trong khi theo vật lí cổ điển quỹ đạo của một hạt chỉ có thể đi qua một khe. Vì thế, hàm sóng của hạt đó là một phân bố xác suất, mô tả mọi quỹ đạo khả dĩ mà hạt có thể đi theo.

Tuy nhiên, việc biết được một hạt dạng sóng sẽ đi theo đường nào từ A đến B là chuyện bất định, vậy làm sao ta có thể xác định được quỹ đạo nào có khả năng cao nhất? Gần như có vô hạn hành trình khả dĩ, bao gồm cả những hành trình đi xuyên qua Vũ trụ rồi đi về. Chính Richard Feynman, một trong những trí tuệ lỗi lạc nhất của thế kỉ hai mươi, đã đi tới một kĩ thuật tính ra được đường đi có khả năng cao nhất của một hạt, dựa trên những ý tưởng ban đầu do Paul Dirac phát triển. ‘Hình thức tích phân đường’ của Feynman lấy tổng xác suất từ hàm sóng ứng với mỗi đường đi khả dĩ và kết hợp hoặc tích phân chúng về mặt toán học để tìm ra đường đi có khả năng cao nhất.

Hình thức tích phân đường

Vật lí Lượng tử Tốc hành | Gemma Lavender
Bản dịch của TVVL
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Downlaod video thí nghiệm

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Sai lệch 9 phần trăm
10/07/2019
Một sai lệch giữa các phép đo về hằng số Hubble khiến các nhà khoa học phát vấn liệu có điều gì đó không đúng trong hiểu
Vật lí học và chiến tranh - Từ mũi tên đồng đến bom nguyên tử (Phần 44)
10/07/2019
Chương 12 HÊ, NHÌN ĐI… NÓ BAY KÌA! Khí động lực học và những máy bay đầu tiên Không bao lâu sau khi những máy bay đầu tiên
Vật lí học và chiến tranh - Từ mũi tên đồng đến bom nguyên tử (Phần 43)
10/07/2019
SỰ THĂNG BẰNG CỦA VIÊN ĐẠN Như ta đã thấy ở phần trước, yếu tố chính làm thăng bằng một viên đạn là chuyển động
Rốt cuộc hydrogen kim loại đã được tạo ra hay chưa?
09/07/2019
Rất nhiều nhà vật lí trong các năm qua khẳng định rằng họ có thể biến hydrogen thành kim loại bằng cách nén nó cực mạnh,
Trái Đất tử ngoại nhìn từ một đài quan sát trên Mặt Trăng
09/07/2019
Hành tinh nào thế này? Trái Đất đấy. Bức ảnh màu giả này cho thấy Trái Đất trông như thế nào trong miền ánh sáng tử
Một trường hợp phản trực giác trong đó hai điện tích cùng dấu hút nhau
09/07/2019
Khi nói đến điện tích, luôn có một chân lí bất di bất dịch: điện tích trái dấu hút nhau, cùng dấu đẩy nhau. Nhưng trong
Xác định lại các giới hạn của độ chuẩn xác đo lường
09/07/2019
Trong hàng thế kỉ, con người đã và đang mở rộng kiến thức của mình về thế giới thông qua việc đo lường ngày càng chính
Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 44)
09/07/2019
Boron Là á kim duy nhất trong một nhóm nếu không đã gồm toàn kim loại, boron là nguyên tố đứng đầu nhưng không tiêu biểu lắm

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com