fizica într-un minut: spațiul de configurare

un spațiu de configurare al unui sistem fizic vă oferă toate stările posibile în care poate fi. De exemplu, dacă sistemul constă dintr-o moleculă de aer care se mișcă într-o cameră, atunci spațiul de configurare poate consta din toate punctele din cameră: acestea sunt toate pozițiile în care ar putea fi particula și este o porțiune a spațiului 3D obișnuit așa cum îl știm. Fiecare punct din acest spațiu de configurare poate fi indicat cu trei coordonate .

unde sunt toate moleculele de aer?

dacă aveți două molecule de aer, atunci spațiul de configurare constă din toate configurațiile posibile ale celor două molecule, deci este format din perechi de puncte din spațiul 3D. Dacă particula 1 este la punctul și particula 2 este la punctul , atunci acea configurație corespunde punctului în spațiul de configurare. Nu mai putem vizualiza acel spațiu pentru că are șase dimensiuni. Totuși, aceasta nu este o problemă, deoarece știm că reprezintă două particule în spațiul 3D obișnuit.

dacă aveți multe molecule de aer în camera dvs. (ceea ce sperăm că veți face, altfel ați fi morți), spațiul de configurare are o mulțime de dimensiuni: dacă există particule, atunci spațiul de configurare are dimensiuni, trei pentru fiecare particulă.

poate doriți să codificați și câteva informații despre mișcarea moleculelor, de exemplu impulsul lor, în spațiul de configurare. Momentum are trei componente, una pentru fiecare direcție în spațiu. Prin urmare, dacă includem impulsul, fiecare particulă vine cu șase informații (trei pentru poziție și trei pentru impuls). Spațiul de configurare al unui sistem de particule are acum dimensiuni .

acest lucru arată că spațiul de configurare, deși bazat pe noțiunea noastră obișnuită de spațiu 3D, poate fi mult mai complicat decât spațiul 3D obișnuit. Toate cele de mai sus se aplică fizicii clasice așa cum o învățăm în liceu. Cu toate acestea, în mecanica cuantică, lucrurile devin mult mai complexe și mai subtile. În acest caz, spațiul de configurare poate fi și mai exotic.