Monday, February 16, 2015

無論溫度降至多低,電子依然會因為動量的不確定而以海森堡速度運動,並貢獻出壓力; 無論溫度降至多低,電子依然會因為動量的不確定而以海森堡速度運動,並貢獻出壓力

電子簡倂壓力是由包立不相容原理產生的,說明兩個費米子不能同時佔有相同的量子態,這種力量也是物質可以被壓縮的極限。在恆星物理中,這是一個很重要的物理量,因為它造就白矮星的存在。

理論[编辑]

與電子簡併壓力相關的解釋是海森堡測不準原理,它的狀態是:
\Delta x \Delta p   \ge \frac{\hbar}{2}
此處\hbar狄拉克常數約化普朗克常數),Δx是測量時在位置上的不確定值,而Δp動量測量不確定的標準差
一種本質為壓力增加時就會被壓縮的材料,在內部的電子,位置測量的不確定量Δx就會減少,而依據不確定性原理,電子動量的不確定量Δp,將會增大。因此,無論溫度降至多低,電子依然會因為動量的不確定而以海森堡速度運動,並貢獻出壓力。當電子由"海森堡速度"產生的壓力凌駕於熱運動之上時,電子就進入簡併狀態,這種材料就成為簡併態物質
電子簡併壓力在恆星質量未超過錢德拉塞卡極限(1.38太陽質量)前能阻止核心的塌縮,這就是阻止白矮星崩潰的壓力。質量超出這個極限而又沒有燃料可以進行核融合的恆星,將會因為電子提供的簡併壓力不足以抵抗重力,而繼續塌縮形成中子星黑洞
量子力学中不确定关系[;\Delta x \Delta p_x>\frac{\hbar}{2};]。

其中[;\Delta p_x;]是动量测量的不确定度,在实验上是如何实现对动量的测量的?

我的初步想法:如果是通过测速度的方法测动量,则至少要测粒子在两个时间所处的位置,意味着至少要对粒子做两次位置的测量,第一次测量时粒子的态已经坍缩成位置算子的本征态,在第二次测量时粒子的态已经不是原来的态了,这样做是否合理?

  • Everett

    Everett (╮(╯▽╰)╭ ~(= ̄ U  ̄=)~) 2012-07-04 17:09:40

    冷原子里面的标准方法是做 time of fly 测量
  • 天随予

    天随予 (记得歌时,不记归时节) 2012-07-04 18:20:32

    不知道别的学科里怎么样,在粒子物理里头,位置的测量精度最好也是几微米,根本不可能探测到hbar的水平,所以实验上都把这些粒子作为经典粒子来处理,是有轨迹的。
    方法很简单,加磁场看偏转,跟高中学到的一样
  • [已注销] 2012-07-04 19:22:58

    嘻嘻,其实动量是用多普勒效应来测的
  • [已注销] 2012-07-05 22:19:06

    布拉格衍射?
  • [已注销] 2012-07-06 12:59:34

    。。。我看了下标题

    以为是最普通的mv呢,
  • 等待戈多

    等待戈多 2012-07-06 18:03:47

    单纯从测量角度来看,直接测量位置确实会干扰动量

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