Консультация # 186752: Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас помочь мне разобраться с задачей 7.56 из задачника Трофимовой: Применяя понятие квантовой статистики, объясните, почему невозможно принципиально создать "нейтринный лазер"....
При́нцип Па́ули (принцип запрета) — один из фундаментальных принципов квантовой механики, согласно которому два и более тождественных фермиона (частиц с полуцелым спином) не могут одновременно находиться в одном квантовом состоянии.
Нейтрино является фермионом, поэтому в одном и том же состоянии, согласно принципу запрета, может находиться не больше одной частицы. Следовательно, нельзя получить поток нейтрино с высокой степенью когерентности; «нейтринный
лазер» невозможно создать принципиально.
Консультировал: Асмик Гаряка (Советник)
Дата отправки: 27.10.2012, 12:00
Профессор Таисия Ивановна Трофимова сформулировала эту задачу несколько суховато, лишив её тем самым познавательности. Вот как эту же задачу сформулировал в своём задачнике [1, с. 520] Нобелевский лауреат Ричард Фейнман, который был не только знаменитым учёным, но и выдающимся педагогом: "В лазере большое число атомов переводится в возбуждённое состояние. Потом появление небольшого количества света определённого типа индуцирует лавинообразное излучение, в которое
дают вклад все возбуждённые атомы, что приводит к образованию очень большого числа фотонов с совершенно одинаковой длиной волны, испускаемых строго в одном направлении. Можно ли надеяться, что в один прекрасный день кто-нибудь создаст подобное же устройство, излучающие нейтрино (частица с массой, равной нулю, и спином 1/2)?
А ответ таков [1, с. 561]: "Нейтрино является фермионом, поэтому в одном и том же состоянии, согласно принципу запрета, может нах
одиться не более одной частицы. Следовательно, нельзя получить поток нейтрино с высокой степенью когерентности: "нейтринный лазер" невозможно создать принципиально".
Литература 1. Фейнмановские лекции по физике. Задачи и упражнения с ответами и решениями. - М.: Мир, 1969. - 624 с.
Позволю себе ещё несколько замечаний.
1. Если в формулировке задачи несомненно присутствует дух Р. Фейнмана, то в ответе этого духа уже нет. И это неудивительно, потому что автор знаменитых
лекций не принимал участия в решении задач. Эти задачи решались физиками, представляющими совсем иные школы...
2. Фермионы - это частицы с полуцелыми спинами. (По-видимому, именно это понятие квантовой статистики имела в виду Т. И. Трофимова.)
3. Принцип запрета был сформулирован Нобелевским лауреатом Вольфгангом Паули и гласит: "В данной системе тождественных фермионов любые два из них не могут одновременно находиться в одном и том же состояни
и".
Команда портала RFPRO.RU благодарит Вас за то, что Вы пользуетесь нашими услугами. Вы только что прочли очередной выпуск рассылки. Мы старались.
Пожалуйста, оцените его. Если совет помог Вам, если Вам понравился ответ, Вы можете поблагодарить автора -
для этого в каждом ответе есть специальные ссылки. Вы можете оставить отзыв о работе портале. Нам очень важно знать Ваше мнение.
Вы можете поближе познакомиться с жизнью портала, посетив наш форум, почитав журнал,
который издают наши эксперты. Если у Вас есть желание помочь людям, поделиться своими знаниями, Вы можете зарегистрироваться экспертом.
Заходите - у нас интересно!