mångakroppsdispersion

Mångakroppsdispersion är ett koncept inom kvantmekaniken som beskriver hur vågpaket av partiklar sprider sig över tid. När ett vågpaket består av en superposition av olika våglängder, och dessa våglängder rör sig med olika hastigheter, kommer vågpaketet att breddas. Detta är analogt med hur ett ljuspulser kan spridas när det färdas genom ett medium där ljusets hastighet beror på dess frekvens.

I kvantmekaniken beskrivs partiklar av vågfunktioner. Ett fritt rörligt partikel kan representeras av ett vågpaket som är lokaliserat i rummet. Om detta vågpaket inte är en ren monokromatisk våg (dvs. endast en våglängd), utan en superposition av flera våglängder, kommer det att uppvisa dispersion. Effekten av dispersion innebär att vågpaketet tenderar att sprida sig ut över tid, vilket leder till en minskad sannolikhetstäthet i det ursprungliga området.

Dispersion är en fundamental egenskap hos kvantmekaniska system och är direkt kopplad till Heisenbergs osäkerhetsprincip. Om ett vågpaket är väl lokaliserat i rummet, måste det innehålla en bredd av olika impulser (och därmed våglängder), vilket leder till snabb dispersion. Omvänt, om ett vågpaket har en smal spridning i impuls, kommer det att vara mer utspritt i rummet och sprida sig långsammare. Matematiskt beskrivs detta ofta med hjälp av en spridningsrelation som relaterar energi till impuls, vilket för en fri partikel är proportionellt mot impulsens kvadrat.