Morgunblaðið - 24.02.2001, Síða 41

MORGUNBLAÐIÐ LAUGARDAGUR 24. FEBRÚAR 2001 41
er í atóminu á annað borð. Með því
er átt við að orkan getur aðeins tekið
ákveðin gildi sem hægt er að tiltaka
með sérstökum hætti, en orkan get-
ur ekki tekið gildin milli þeirra. Til
viðbótar getur hverfiþungi rafeind-
arinnar einungis haft strjál gildi.
Orka reikistjörnu sem hreyfist um
sól er summan af staðarorku og
hreyfiorku og getur tekið hvaða gildi
sem er. Hverfiþungi reikistjörn-
unnar er í aðalatriðum margfeldið af
massa reikistjörnunnar, fjarlægð og
hraða og er eins konar mælikvarði á
magn snúningsins. Hann getur líka
haft hvað gildi sem er en stærð hans
er þó yfirleitt veruleg.
Þegar rafeindin hefur lægstu
orkuna, þegar sagt er að hún sé á
lægsta orkustigi sínu, er hverfiþungi
hennar hins vegar enginn. Hún er
því ekki að snúast um kjarnann!
Skammtafræðin segir okkur líka
meira, eða eigum við að kalla það
minna? Samkvæmt henni er ekki
hægt að tala um brautarhreyfingar
rafeindarinnar í atóminu. Aðeins er
hægt að reikna líkindi þess að hún sé
á vissum stað í atóminu. Við segjum
því að aðeins sé hægt að reikna lík-
indadreifingu hennar um kjarnann.
Hverfiþungi rafeindarinnar segir
nánar til um þessa dreifingu og sam-
hverfu hennar; þegar hann er núll er
líkindadreifingin kúlulaga.
Skammtafræðin segir síðan til um
þróun þessarar líkindadreifingar
með tíma.
Í jafnvægi breytist hún ekki.
Verði kerfið fyrir truflun getur
dreifingin breyst.
Ekki þýðir að reyna að skilja nið-
urstöður skammtafræðinnar út frá
hugmyndum úr sígildri eðlisfræði
Newtons og Maxwells. Óvissan um
staðsetningu rafeindarinnar í atóm-
inu er ekki vegna þess að við vitum
ekki betur eða getum ekki mælt
kerfið nógu vel. Óvissan er þáttur í
eðli náttúrunnar.
Skammtafræðin var samin vegna
þess að niðurstöður tilrauna (náttúr-
an sjálf) kröfðust þess að við los-
uðum okkur við sígild hugtök eins og
braut og staðsetningu án óvissu.
Á þessu sést til dæmis að við get-
um ekki búist við sömu eiginleikum
þegar við breytum lengdarskala eða
-kvarða (stærð) kerfis mjög mikið,
þó að krafturinn milli eininga þess
hafi sama form. Til gamans má einn-
ig geta þess að við getum alltaf
þekkt reikistjörnur í sundur, en all-
ar rafeindir eru nákvæmlega eins!
Við getum ekki merkt neina eina
þeirra. Þessi merkilega staðreynd
verður síðan til þess að lýsingin á
víxlverkun tveggja rafeinda verður
enn frábrugðnari lýsingu tveggja
reikistjarna, þó svo að form kraft-
anna sé eins.
Þessi breyting með skölun kerfa
er einnig þekkt í sígildri eðlisfræði.
Við þekkjum öll hvernig vatn leikur
við líkama okkar í sundi. Þegar
baktería syndir í vatni er það hins
vegar líkast því að við reyndum að
synda í þykku sýrópi! Stærð skiptir
máli.
Hugsum okkur að við höfum verið
að horfa á einhverja hreyfingu og
stækkum síðan allar fjarlægðir í
henni með beinni margföldun, til
dæmis tífalt. Þá er sem sagt ekkert
víst að nýja hreyfingin sé möguleg
eða virðist eðlileg og náttúruleg. Ef
lífverur koma við sögu í hreyfing-
unni er meira að segja yfirleitt ekki
hægt að margfalda þær upp með
þessum hætti!
Viðar Guðmundsson,
prófessor í eðlisfræði við HÍ.
Geimskutlur eru meðal farartækja sem notuð eru við rannsóknir í geimnum og þau hraðfleygustu.
Vöggusæn
gur
vöggusett
PÓSTSENDUM
Skólavörðustíg 21
sími 551 4050
Reykjavík
annan hvern
miðvikudag