量子涨落
在量子力学中,量子涨落(英语:quantum fluctuation。或量子真空涨落,真空涨落)是在空间任意位置对于能量的暂时变化。从维尔纳·海森堡的不确定性原理可以推导出这结论。
基本信息
- 中文名
量子涨落
- 外文名
quantum fluctuation
- 领域
量子力学
- 别称
量子真空涨落、真空涨落
- 定义
在空间任意位置能量的暂时变化
- 学科
量子力学
解释
首先什么是涨落,比如我们测一根火柴棍的长度,测量了十次,每次都可能不一样,记作
,我们可以对它们求个平均:

每一次对火柴棍的测量
和平均值
有个偏差
,即
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可正可负,10个
描述了每次测量对测量平均值的偏离。有时我们希望用一个指标来描述对测量平均值的偏离,最直接的想法是用平均,即

但由于每次偏离是随机的,如此定义的偏离的平均是0。合理的定义是对偏离的大小做平均,所谓偏离的大小是
偏离
的绝对值。这可以看做是先平方再开方:
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为什么不直接使用
,是因为这样做量纲就不对了,
的量纲是面积,开方后才是长度。考虑到我们测量了十次,偏离的大小
定义为:

在以上例子中,每次测量的偏离
就是涨落,而
就是对涨落大小的一个估计。
—————————————————————类比的分隔线——————————————————
正式开始解释什么是量子涨落。首先量子力学研究的是波函数:
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假如我们测量粒子的位置,粒子的位置在哪里我们也不知道,我们只知道粒子出现在位置x的几率密度是
。平均位置
就是:
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在量子力学中,粒子出现在任意位置都是有可能的,此时对平均位置的偏离是:
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