А есть ли частицы?
Эпиграф: — А свет — это волна или частица? — Да. © Доля правды
Продолжим славные традиции отрицания всего.
Всем известно, что кванты — это то ли частицы, то ли волны, то ли то и другое вместе, то ли, наоборот, не то и не другое, а возмущения какого—то поля. В общем, ничего не понятно.
Ещё говорят, что в одних экспериментах они демонстрируют волновые свойства, а в других — свойства частиц. Но даже если взять классический двухщелевой эксперимент, то там фотон ведёт себя и как волна (интерферируя с самим собой) и как частица (оставляя единственный след на экране). Так что дело не в эксперименте.
Если присмотреться повнимательнее, то можно увидеть, что кванты ведут себя как частицы только при поглощении. А распространяются они как волны со всеми вытекающими последствиями — частотой, амплитудой, фазой, протяжённостью в пространстве и т. д.
И только в момент измерения волна исчезает, и в одной из точек занимаемого ей пространства материализуется частица, а точнее её след. Как бы ни был протяжён фотон, он может поглотиться максимум одним атомом. Причём целиком и сразу. В результате один электрон в атоме перескочит на более высокую орбиту, зафиксировав таким образом факт поглощения. Сам фотон как частица, конечно, нигде не остаётся.
Если бы не этот эффект квантового измерения, в квантах не было бы ничего загадочного. Их бы считали просто волновыми пакетами.
Даже излучение фотонов порциями можно объяснить, не обращаясь к свойствам самих фотонов. Достаточно понять, что при испускании волны электрон перескакивает с одной фиксированной орбиты на другую. Тем самым освобождается строго определённое количество энергии. Оно и уносится в виде электромагнитного излучения (ака фотона).
В свою очередь само квантование орбит электрона тоже объяснимо с точки зрения волн. Стоячая волна, зажатая в ограниченном пространстве, не может иметь произвольную длину волны. Например, длина волны колеблющейся струны должна укладываться целое число раз в длину струны, иначе ничего не получится. То же происходит и с электроном в атоме. Электрон удерживается возле ядра за счёт электрического притяжения к протонам, поэтому, как и струна, может находиться только в фиксированных счётных состояниях.