У многих были домашние животные: грызуны, попугайчики, которые жили в своих клетках. Умиляясь их не обремененными интеллектом мордочкам вы проводили вечера наблюдая, как они без особой цели носятся из угла в угол своего жилища.
А если я вам скажи, что частицу тоже можно посадить в ящик наподобие морской свинки, а затем пытаться ее поймать?
Все просто: берем частицу и садим в ящик, однако это не просто ящик, а потенциальный. Простым языком: одномерный потенциальный ящик, иначе называемый потенциальной ямой, можно представить как коробку, только в 2D с абсолютно отражающими и бесконечно высокими стенками, внутри которой потенциальная энергия равна нулю, но вот за пределами - бесконечна. Такая холодная глубокая яма.
Сначала рассмотрим самую обычную частицу, посаженную в такой колодец.
Оказавшись в замкнутом пространстве, не имея возможности выбраться, наша проворная частица будет бегать с одинаковой скоростью от одной стенки к другой, либо же остановится и будет неподвижно тусить на одном месте. Так или иначе вероятность ее обнаружения в одной точке будет ровно такая же, как и вероятность обнаружения в других точках.
А теперь перемещаемся в квантовый мир с невероятно маленькими колодцами (в масштабе нескольких нанометров) и необычными частицами.
Частица может занимать только определенные положительные уровни энергии. Точно так же у нее никогда не может быть нулевой энергии, а это означает, что наша квантовая крыска никогда не может «сидеть на месте». Кроме того, в зависимости от уровня энергии она с большей вероятностью будет обнаружена в определенных положениях, чем в других. Частица никогда не может быть обнаружена в определенных положениях, известных как пространственные узлы.