Но жизнь электронных облаков, кружащихся вокруг атомных ядер, принципиально отличается от явлений классической механики, к которым мы привыкли. Здесь уже нельзя говорить об определенной траектории движения частицы. Ее состояние описывают посредством волновой функции, определяющей вероятность обнаружения частицы в той или иной точке пространства, что, собственно, и есть решение уравнения Шредингера. Электроны вроде как «размазаны» внутри атома, причем невозможно в конкретный момент точно определить их скорость и местоположение.

Вверху: Рефракция света. Такие переливы возникают в неоднородной среде, где световые лучи собираются в определенных местах— каустиках, как их называют оптики

Внизу: Проходя через полупроводник, два потока электронов взаимодействуют с его положительно заряженными ядрами и преломляются случайным образом. В результате создается картина ветвления

Еще одно, совершенно удивительное явление микромира — туннельный эффект, заключающийся в возможности частиц проникать через потенциальные барьеры. Решение уравнения Шредингера для волн-частиц, заключенных в «потенциальную яму», то есть связанных силами внутриатомного и внутриядерного взаимодействия, предсказывает их неклассическое поведение. В нашем мире вода, текущая внутри трубы, ни в коем случае не может проникнуть сквозь ее стенки (разумеется, мы предполагаем, что все трубы идеально целые). Но в квантовом мире все наоборот! Частицы, сидящие в потенциальных ямах, могут проникать сквозь барьеры энергетического туннеля. Причем силы их притяжения неимоверно больше, нежели силы, удерживающие воду в трубе.

Но не все так просто. Ведь говорить о частицах внутри потенциальных ям несколько неверно из-за того же явления дуализма. Электроны в атомах, а также протоны и нейтроны в ядрах проявляют скорее волновые, нежели корпускулярные свойства.



4 из 157