Тотожності принцип
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Тотожності принцип

Тотожності принцип , один з основоположних принципів квантової механіки, згідно з яким стани системи часток, що виходять один з одного перестановкою тотожних часток (ТЧ) місцями, не можна розрізнити ні в якому експерименті, і такі стани повинні розглядатися як одне фізичних стан. Т. п. є одним з основних відмінностей між класичною і квантовою механіками. У класичній механіці в принципі завжди можна простежити за рухом окремих часток по траєкторіях і таким чином відрізнити їх один від одного. У квантовій механіці ТЧ повністю позбавлені індивідуальності. Полягання частки в квантовій механіці описується за допомогою хвилевій функції ( Y ), яка дозволяє визначити лише вірогідність (| Y | 2 ) виявлення частки в даній точці простору. В разі перекриття в просторі хвилевих функцій два (або більш) ТЧ, тобто можливих областей виявлення ТЧ, немає сенсу говорити про те, яка з часток знаходиться в даній крапці; має сенс говорити лише про вірогідність виявлення в цій крапці одній з ТЧ.

  Емпіричним фактом, який і складає істоту Т. п., є те, що в природі реалізуються лише 2 класи хвилевих функцій для систем ТЧ: симетричні хвилеві функції, що володіють тією властивістю, що при перестановці просторових і спинів координат будь-якої пари ТЧ хвилева функція виявляється рівною самій собі, і антисиметричні хвилеві функції, визначувані тим, що при аналогічній перестановці хвилева функція змінює знак. У квантовій теорії поля встановлюється теорема, згідно якої симетричні хвилеві функції описують частки з цілим спином (фотони, p-мезоні і тому подібне), тоді як антисиметричні хвилеві функції описують частки з підлозі цілим спином (електрони, протони, нейтрони і тому подібне), для яких має місце Паулі принцип . У 1-м-коді випадку частки підкоряються Бозе — Ейнштейна статистиці у 2-м-коді — Фермі — Дираку статистиці .

  Т. п. і витікаючі з нього вимоги симетрії хвилевих функцій для системи ТЧ приводять до найважливішого квантового ефекту, що не має аналога в класичній теорії, - існуванню обмінної взаємодії . Одним з перших успіхів квантової механіки було пояснення Ст Гейзенбергом наявності двох станів атома гелію — орто- і пари-станів, засноване на Т. п. Обмінна взаємодія лежить в основі сучасної теорії атомних, молекулярних і ядерних структур, теорії твердого тіла, теорії хімічного зв'язку і ін. теорій будови речовини.

 

  Літ.: див.(дивися) при ст. Квантова механіка .

  А. Б. Говірок.