ТОЖДЕСТВЕННОСТИ ПРИНЦИП
один
из основополагающих принципов квантовой механики, согласно к-рому
состояния системы частиц, получающиеся друг из друга перестановкой тождественных
частиц (ТЧ) местами, нельзя различить ни в каком эксперименте, и такие
состояния должны рассматриваться как одно физ. состояние. Т. п. является
одним из осн. различий между клас-сич. и квантовой механиками. В классич.
механике в принципе всегда можно проследить за движением отдельных частиц
по траекториям и таким образом отличить их друг от друга. В квантовой механике
ТЧ полностью лишены индивидуальности. Состояние частицы в квантовой механике
описывается с помощью волновой функции (ф), к-рая позволяет определить
лишь вероятность (|ф|2) обнаружения частицы в данной точке пространства.
В случае перекрытия в пространстве волновых функций двух (или более) ТЧ,
т. е. возможных областей обнаружения ТЧ, нет смысла говорить о том, какая
из частиц находится в данной точке; имеет смысл говорить лишь о вероятности
обнаружения в этой точке одной из ТЧ.
Эмпирич. фактом, к-рый и составляет
существо Т. п., является то, что в природе реализуются лишь 2 класса волновых
функций для систем ТЧ: симметричные волновые функции, обладающие тем свойством,
что при перестановке пространств. и спиновых координат любой пары ТЧ волновая
функция оказывается равной самой себе, и антисимметричные волновые функции,
определяемые тем, что при аналогичной перестановке волновая функция изменяет
знак. В квантовой теории поля устанавливается теорема, согласно к-рой симметричные
волновые функции описывают частицы с целым спином (фотоны, я-мезоны
и т. п.), тогда как антисимметричные волновые функции описывают частицы
с полуцелым спином (электроны, протоны, нейтроны и т. п.), для к-рых имеет
место Паули принцип. В 1-м случае частицы подчиняются Бозе -
Эйнштейна статистике, во 2-м - Ферми - Дирака статистике.
Т. п. и вытекающие из него требования
симметрии волновых функций для системы ТЧ приводят к важнейшему квантовому
эффекту, не имеющему аналога в классич. теории,- существованию обменного
взаимодействия. Одним из первых успехов квантовой механики было объяснение
В. Гейзенбергом наличия двух состояний атома гелия - орто- и пара-состояний,
основанное на Т. п. Обменное взаимодействие лежит в основе совр. теории
атомных, молекулярных и ядерных структур, теории твёрдого тела, теории
хим. связи и др. теорий строения вещества.
Лит. см. при ст. Квантовая
механика. А. Б. Говорков.
А Б В Г Д Е Ё 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