New-Tech Magazine | June 2023 | Digital Edition

האם עץ נופל ביער בלי שאף אחד שומע משמיע קול? היכן נמצא אלקטרון כאשר לא מודדים אותו?

פרופ' אשר יהלום המחלקה להנדסת חשמל, אוניברסיטת אריאל

בתורת הקוונטים נקראת אסכולת קופנהגן (על שם קופנהגן בירת דנמרק). לעומתו טענו הפיזיקאים אלברט איינשטיין ודויד בוהם (שניהם יהודים) שמשוואות תורת הקוואנטים מאפשרות לחשב את מיקום האלקטרון בכל רגע נתון אם רק נדע את תנאי ההתחלה, והעובדה שתורת הקוואנטים אינה מאפשרת חיזוי מדויק של תוצאות הניסוי אינה משקפת עניין מהותי אלא פגם בידיעתנו את תנאי ההתחלה של האלקטרון. את הקשר בין העולם הקוואנטי לעולם הקלאסי יצר הפיזיקאי פול אהרנפסט שהראה שניתן לקבל משוואות הדומות למשוואות הקלאסיות מתוך המשוואות הקוואנטיות אם רק נסתפק בחישוב ממוצעים של תוצאות ניסוי במקום בחישוב של תוצאת הניסוי המדויקת. ] הושוותה 4 במאמר שפורסם לאחרונה [ גישתו של בוהם לגישתו של אהרנפסט בכל הנוגע לתורת הקוונטים ונידונו הצדדים השווים והשונים בין הגישות השונות כאשר מושא הניתוח הוא האלקטרון עם "ספין" כפי שהציע פאולי. מסתבר שאיברים שונים המופיעים במשוואות של בוהם אינם קיימים במשוואות

תיקון 1927 האוסטרי וולפגנג פאולי ב למשוואה של שרודינגר ויצר מושג תיאורטי חדש הנקרא ספין, המשוואה של פאולי הסבירה את תוצאות הניסוי של שטרן-גרלך היטב. בהמשך הראה הפיזיקאי הבריטי פול דיראק שהמשוואה של פאולי אינה רק התאמה אמפירית מתבקשת אלא גם מחויבת משיקולי תורת היחסות. בעוד המשוואות המתמטיות שהוצגו היו ברורות, המשמעות שלהם הייתה ברורה פחות. לגבי האלקטרון נשאלו שתי שאלות: היכן נמצא האלקטרון כאשר לא מודדים אותו? ומה הקשר בין העולם הקלאסי שאנו חיים בו להתנהגות הקוואנטית של חלקיקים אלמנטריים כגון האלקטרון? לגבי השאלה הראשונה נחלקו גדולי הפיזיקאים. הפיזיקאי הדני-יהודי נילס בוהר טען שאין משמעות לשאלה היכן נמצא האלקטרון בין המדידות מאחר שהפיזיקה צריכה לעסוק רק במה שאפשר למדוד. (בדומה לטענה שעץ שנופל ביער כאשר איש אינו שומע אותו לא מפיק קול אלא גלי לחץ אוויר בלבד, דרוש צופה בעל הכרה שיתרגם את גלי לחץ האוויר בעזרת אוזניו ומוחו לקול). אסכולה מרכזית זאת

אז תחילת הרבע השני של המאה העשרים התפיסה השלטת בפיזיקה

מ

היא התפיסה הקוואנטית, תפיסה זו שונה מהותית מהתפיסה שהייתה מקובלת עד אז ומכונה פיזיקה קלאסית. ההבדל העקרוני בין שתי הגישות הוא בכך שהפיזיקה הקלאסית ניסתה לתאר את המציאות כפי שהיא בעוד הפיזיקה הקוואנטית מנסה לענות על השאלה מה ההסתברות לקבל תוצאה מסוימת בניסוי נתון. את המשוואה הקוואנטית הראשונה הציג 1926 הפיזיקאי האוסטרי ארווין שרודינגר ב ], משוואה זו הסבירה היטב את הצבעים 1[ (אורכי הגל) שבולע גז המימן כאשר מאירים אותו. יחד עם זאת המשוואה כשלה בתיאור :] 2 תוצאת הניסוי שהציעו שטרן וגרלך [ בניסוי זה אלומת אטומים ניטרליים (הניסוי המקורי נעשה באטומי כסף אבל לאחר מכן הוא נעשה גם עם אטומי מימן), מועברת דרך שדה מגנטי לא אחיד, על פי התיאוריה של שרודינגר היינו אמורים לקבל פס אחיד ) באיור לעיל) אבל 4 במוצא המגנט (מסומן ב ( בפועל מקבלים שני כתמים מובחנים (מסומן ) באיור לעיל). 5 ב ( כדי להסביר את התופעה הציע הפיזיקאי

New-Tech Magazine l 30