Ο Η φυσικηποσοστό, επίσης γνωστός ως κβαντική μηχανική, είναι μια μεγάλη περιοχή μελέτης αφιερωμένη στην ανάλυση και περιγραφή του η ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ φυσικών συστημάτων μειωμένων διαστάσεων, κοντά στα μεγέθη μόρια, άτομα και σωματίδιαυποατομικός.
Μέσω της κβαντικής φυσικής, ήταν δυνατόν να κατανοήσουμε τους μηχανισμούς του αποσυντίθεται ραδιενεργό, από την εκπομπή και την απορρόφηση του φωτός από τα άτομα, από την παραγωγή Ακτινογραφία, από φωτοηλεκτρικό φαινόμενο, ηλεκτρικές ιδιότητες ημιαγωγών, κ.λπ.
Κοίταεπίσης: Σύγχρονη φυσική
Κβαντική Φυσική για Ανδρείκελα
όταν μπήκαμε στο κλίμακα ατόμων και μορίων, στις νόμοι της μακροσκοπικής φυσικής, που είναι απόλυτα ικανά να περιγράψουν τις καταστάσεις κίνησης των σωμάτων που βλέπουμε γύρω μας καθημερινά, γίνονται ξεπερασμένο και ανίκανο για τον προσδιορισμό τυχόν φυσικών ποσοτήτων που σχετίζονται με τέτοια μικροσκοπικά σωματίδια.
Αυτό που συμβαίνει στον κβαντικό κόσμο είναι ότι οι νόμοι της φυσικής δεν είναι πλέον ντετερμινιστική, Δηλαδή, δεν είναι σε θέση να προβλέψουν ακριβώς πού είναι κάποιο αντικείμενο ή σε ποια ταχύτητα: τίποτα εδώ δεν είναι ντετερμινιστικό, οι μετρήσεις που λαμβάνονται από τα κβαντικά συστήματα εκφράζονται σε
πιθανότητα.Επί του παρόντος, έχουμε συστήματα μέτρησης ικανά να μας παρέχουν τη θέση ενός αντικειμένου με εξαιρετικά ακριβή ακρίβεια. Ωστόσο, ακόμη και με τις πιο προηγμένες τεχνολογίες, δεν θα μπορούσαμε να προσδιορίσουμε την ακριβή θέση ενός ατόμου, για παράδειγμα. Οτι αδύνατο δεν είναι σχετιζομαι με στην ανάλυση μιας συσκευής ή στην ικανότητα ενός εργάτη οργάνων, αλλά ναι στην ίδια τη φύση της κβαντικής φυσικής.
Κοίταεπίσης:Πρότυπο μοντέλο σωματιδιακής φυσικής
Μην σταματάς τώρα... Υπάρχουν περισσότερα μετά τη διαφήμιση.)
αυτό φύση της κβαντικής φυσικής εμφανίστηκε με την πάροδο του χρόνου ως αλήθεια άγνωστος, για πολύ καιρό παρανοήθηκε, το οποίο κατέληξε να οδηγεί πολλούς φυσικούς να το αμφισβητήσουν, να του δώσουν διαφορετικές ερμηνείες ή ακόμη και να το αρνηθούν εντελώς. Ωστόσο, συνέβαλε επίσης στη δημιουργία αρκετών μύθων και πεποιθήσεων γύρω από την έννοια της κβαντικής φυσικής.
Παρόλο που φαίνεται «παράξενο», η κβαντική μηχανική είναι μια από τις πιο επιτυχημένες θεωρίες της φυσικής, η ακρίβεια των αποτελεσμάτων που επιτυγχάνονται με αυτήν τη θεωρία είναι τρομακτική. Επί του παρόντος καλείται η πιο δημοφιλής και αποδεκτή ερμηνεία της κβαντικής μηχανικής Ερμηνεία της Κοπεγχάγης, αναπτύχθηκε από μερικά από τα μεγαλύτερα ονόματα της επιστήμης, όπως ΝίελΜπόρ,ΜέγιστηΓεννημένος,ΒόλφγκανγκΠολί,ΒέρνερΧάισενμπεργκ και άλλοι.
![Η ερμηνεία της Κοπεγχάγης ενοποιήθηκε κατά τη διάρκεια του συνεδρίου Solvay. [1]](/f/da2205c24a4f5c7d0a59238e3ba57d86.jpg)
Η ερμηνεία της Κοπεγχάγης ενοποιήθηκε κατά τη διάρκεια του συνεδρίου Solvay. [1]
Σύμφωνα με αυτήν την ερμηνεία, όλα τα κβαντικά συστήματα έχουν ένα λειτουργία κύματος που τις περιγράφει εντελώς. Αυτή η λειτουργία κύματος είναι μια πολύπλοκη και εικονική μαθηματική έκφραση (χωρίς τη δική της πραγματικότητα), από την οποία είναι δυνατή η εξαγωγή όλων των πληροφοριών σε αυτό το σύστημα.
Τα αποτελέσματα που λαμβάνονται με βάση τις λειτουργίες των κυμάτων, με τη σειρά τους, είναι οι πιθανότητες να παρατηρηθεί κάτι ή ότι βρίσκουμε ένα άτομο σε κάποιο συγκεκριμένο ενεργειακό επίπεδο. Ακόμα, μπορεί να είναι ένα άτομο που εκπέμπει ραδιενεργό εκπομπή ή ότι a νετρόνιο υφίστανται φθορά, μετατρέποντας σε νετρόνιο και α ηλεκτρόνιο. Οι δυνατότητες είναι τεράστιες.
Η πρόκληση για τους φυσικούς είναι να βρουν τη λειτουργία κύματος για το σύστημα και αυτό δεν είναι εύκολο - πρέπει να λυθεί ένα ή περισσότερα. εξισώσειςσεSchrodinger, Αυτή η εξίσωση σχετίζεται με τις ενέργειες κινητική και δυνητικός κβαντικών συστημάτων.
Κοίταεπίσης:Ο Αϊνστάιν και η ατομική βόμβα
Εφαρμογές κβαντικής φυσικής
Μέσω της κβαντικής φυσικής, είναι δυνατή η κατανόηση
εκπομπές φωτός από άτομα ·
τα φαινόμενα του ραδιενεργή διάσπαση;
τη λειτουργία του Λέιζερ, το φωτοηλεκτρικό εφέ.
η έλξη μεταξύ νετρονίων και πρωτονίων στο ατομικός πυρήνας;
το τυπικό μοντέλο της φυσική σωματιδίων;
η δυαδικότητα των κυμάτων-σωματιδίων ·
όλους τους νόμους της κλασικής φυσικής που γνωρίζουμε (καθώς, γενικότερα, οι νόμοι της κβαντικής μηχανικής είναι σε θέση να προέρχονται από τους νόμους που διέπουν τον κλασικό μας κόσμο).
Η λειτουργία του λέιζερ επιτεύχθηκε μόνο μελετώντας την κβαντική μηχανική.
Προέλευση
Η εμφάνιση της σύγχρονης κβαντικής φυσικής έλαβε χώρα το 1920, όταν ο Γερμανός φυσικός ΜέγιστηΠλάνκ κατάφερε να εξηγήσει τον μηχανισμό του ζήτημα μαύρου σώματος και τη σχέση του με ένα παράξενο σφάλμα στους υπολογισμούς εκείνη τη στιγμή, που ονομάζεται υπεριώδης καταστροφή.
Αποδεικνύεται ότι το μαύρα σώματα, αντικείμενα ικανά να απορροφήσουν όλη την ακτινοβολία που κατευθύνεται σε αυτά, να την εκπέμψουν εκ νέου με τη μορφή θερμικής ακτινοβολίας, δεν την εκπέμψουν όπως αναμενόταν από την τρέχουσα ηλεκτρομαγνητική θεωρία. Για να επιλύσει την κατάσταση, ο Max Planck πρότεινε να είναι η ενέργεια του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου ποσοτικοποιήθηκε, δηλαδή, υποδιαιρείται σε μικρές δέσμες ενέργειας, οι οποίες, λίγο αργότερα, θα κληθούν φωτόνια - εσείς πόση ενέργεια.
Η ερμηνεία του Planck για την ακτινοβολία του μαύρου σώματος δεν έγινε αποδεκτή (ή ακόμη και από αυτόν), ωστόσο, μερικά χρόνια αργότερα, Albert Einsteinέκανε χρήση του ίδιου επιχειρήματος και κατάφερε να εξηγήσει το φωτοηλεκτρικό εφέ.
Το 1905, ο Αϊνστάιν δημοσίευσε μια σειρά άρθρων που σημείωσαν την ημερομηνία ως «θαυματουργό έτος της φυσικής», αλλά η αναγνώρισή του ήρθε μέσω του βραβείου Νόμπελ στη Φυσική, για την εξήγηση του μηχανισμού πίσω από το φωτοηλεκτρική ενέργεια. Ο Αϊνστάιν είχε καταλήξει στο συμπέρασμα ότι το φως συμπεριφέρεται τόσο ως σωματίδιο όσο και ως κύμα. Αυτή η συμπεριφορά έγινε γνωστή ως διπλή φύση του φωτός.
Κοίταεπίσης: θεμελιώδεις δυνάμεις της φύσης
Το 1924 ήταν η σειρά ΛούιςσεΜπρογλίσυμβάλλουν στην κβαντική μηχανική. Ο De Broglie δημοσίευσε, στη διδακτορική του διατριβή, ότι τα κβαντικά σωματίδια έχουν επίσης ένα μήκος κύματος, καθώς και το φως και, ως εκ τούτου, θα πρέπει να παρουσιάζουν κυματική συμπεριφορά υπό ορισμένες συνθήκες.
Ο Γάλλος φυσικός προέβλεψε ότι τα ηλεκτρόνια πρέπει να δείχνουν ένα μοτίβο παρεμβολών όταν υποβάλλονται στο πείραμα διπλής σχισμής, όπως κάνουν τα κύματα. Το 1927, η υπόθεσή του επιβεβαιώθηκε από το Πείραμα Davisson-Germer: ιδρύθηκε το δυαδικότητα ανάμεσα κύμα και ύλη.
Ο λόγος πίσω από τη διπλή συμπεριφορά της ύλης παρέμεινε άγνωστος μέχρι το 1927, ΒέρνερΧάισενμπεργκ διατυπώνει μια φυσική αρχή που προέρχεται από τις μαθηματικές ιδιότητες της κβαντικής θεωρίας. Σύμφωνα με αυτήν την αρχή, γνωστή ως αρχή της αβεβαιότητας, υπάρχουν ζεύγη μεταβλητών που δεν μπορούσαν να μετρηθούν ταυτόχρονα με πλήρη ακρίβεια. Αυτές οι μεταβλητές ονομάζονται συζευγμένες μεταβλητές.
θέση και ταχύτητα, για παράδειγμα, είναι φυσικές ποσότητες που δεν μπορούν να προσδιοριστούν με απόλυτη ακρίβεια στον κβαντικό κόσμο: αν γνωρίζουμε με μεγάλη ακρίβεια την ταχύτητα με την οποία είναι ένα άτομο, χάσαμε εντελώς την ακρίβεια στη θέση του, ομοίως, αν μπορούσαμε να μετρήσουμε την ταχύτητα ενός ατόμου, δεν μπορούσαμε να πούμε ποια είναι η θέση του σε αυτό το ίδιο στιγμή.
Για να κατανοήσουμε την αρχή της αβεβαιότητας, απλά σκεφτείτε πώς βλέπουμε τα πράγματα: το φως που εκπέμπεται από αντικείμενα πρέπει να φτάσει στα μάτια μας, έτσι ώστε αυτές οι πληροφορίες να μεταφράζονται από τον εγκέφαλό μας. Με άλλα λόγια, για να δούμε, χρειαζόμαστε ανταλλάξτε φωτόνια με το περιβάλλον. Στην περίπτωση ατόμων και σωματιδίων, αυτό είναι πιο σοβαρό από ό, τι ακούγεται: φανταστείτε ότι θέλετε να ξέρετε πού είναι ένα άτομο, για να το κάνετε αυτό που θα χρειαστείτε εκπέμπει ένα φωτόνιο προς εσάς, αλλά κάνοντας έτσι, το άτομο θα ανέβαινε ταχύτητα λόγω της σύγκρουσης, οπότε δεν θα μπορούσατε να πείτε πια πού ήταν. είναι.
Επομένως, η αρχή της αβεβαιότητας μας επιτρέπει να κατανοήσουμε λίγο καλύτερα την ύλη κυμάτων δυαδικότητας: στον κβαντικό κόσμο, το οι φυσικές ποσότητες συμπεριφέρονται με μη ντετερμινιστικό τρόπο, σαν να ήταν κύματα, των οποίων τα πλάτη είναι, στην πραγματικότητα, πιθανότητα.
Κοίταεπίσης:Πυρηνική φυσική
Κβαντική Φυσική, Πνευματικότητα και Ψευδοεπιστήμη
Σήμερα, έχει συνηθίσει να διαβάζετε διαφημίσεις για μαθήματα, θαυματουργές θεραπείες, επαναστατικά προϊόντα, θεραπείες αλάνθαστα, προσευχές για την προσέλκυση χρημάτων, ακόμη και μεθόδους θεραπείας χρησιμοποιώντας όρους που σχετίζονται με τη φυσική ποσοστό.
Ωστόσο, είναι απαραίτητο να τονιστεί ότι σε καμία από αυτές τις περιπτώσεις δεν υπάρχει άμεση σχέση με τη γνώση που προέκυψε από την έρευνα στην κβαντική φυσική. Στην πραγματικότητα, είναι υπεξαίρεση, που έγινε δυνατή μόνο χάρη στο άγνοια μεγάλο μέρος του πληθυσμού, όσον αφορά τη σύγχρονη και σύγχρονη φυσική.
Η κατανόηση της κβαντικής φυσικής περιλαμβάνει την απόκτηση ενός μεγάλου μαθηματικός φορμαλισμός και πολλές γνώσεις Φυσικής, Άλγεβρας, Γεωμετρίας, Ηλεκτροδυναμικής και ούτω καθεξής. Επομένως, χρειάζονται πολλά χρόνια μελέτης για να την κατανοήσουμε με έναν τρόπο που είναι ελάχιστα αποδεκτός από τα ακαδημαϊκά πρότυπα.
Είναι επίσης αλήθεια ότι πολλοί άνθρωποι πιστεύουν ότι βασίζονται στις πρακτικές τους κβαντικά φαινόμενα, και δεν είναι ασυνήθιστο να βρείτε μαρτυρίες από άτομα που αισθάνονται καλύτερα όταν καταφεύγουν σε αυτές τις ενέργειες. Ωστόσο, μπορούμε να αναφέρουμε λόγους που πιστεύουν την αποτελεσματικότητα των λεγόμενων κβαντικών πρακτικών:
Τα κβαντικά φαινόμενα γίνονται σχετικά και παρατηρούνται μόνο σε ατομικές κλίμακες. Μετά από ένα συγκεκριμένο μέγεθος, όλα αρχίζουν να συμπεριφέρονται σύμφωνα με την κλασική φυσική, τη φυσική της μακροσκοπικής κλίμακας.
Τα οφέλη που βιώνουν τα άτομα που αγοράζουν προϊόντα ή αρχίζουν να εκτελούν κάποιο είδος σχετικής δραστηριότητας στο "κβαντικό" μπορεί να φανεί σε ορισμένα πειράματα, στα οποία παρατηρούνται βελτιώσεις σε ασθενείς που υποβλήθηκαν σε θεραπεία με εικονικό φάρμακο. Αυτές οι επιπτώσεις συμβαίνουν επειδή οι ασθενείς πιστεύουν ότι είναι καλύτεροι και εξαρτώνται από αυτό.
Λόγω της μεγάλης έλλειψης γνώσης σχετικά με το πραγματικό νόημα που συνδέεται με τη λέξη ποσοστό, είναι φυσικό να εμπλέκεται αυτό μυστικισμός, προκαλώντας μας να το βλέπουμε να χρησιμοποιείται συχνά στα πιο απίθανα πλαίσια: παρακινητικές διαλέξεις, μαθήματα προπόνηση κβαντικές, κβαντικές προσευχές, κβαντικά καλλυντικά, κβαντικές θεραπείες κ.λπ.
Παρόλο που είναι πολύ διαφορετικές, όλες αυτές οι διαφημίσεις έχουν κάτι κοινό: είναι ψευδοεπιστημονικό και, ως επί το πλείστον, είναι για κέρδος. Ως εκ τούτου, σε ορισμένες περιπτώσεις, μπορούν να ονομαστούν κτηνοτροφία, των οποίων στόχος είναι προσθέστε αξία και αξιοπιστία σε προϊόντα, υπηρεσίες ή συνήθη έθιμα στην ουσία τους.
Όταν παρατηρήσετε τη χρήση πολύ αφηρημένων εννοιών σε απίθανα περιβάλλοντα, δυσπιστία και αναζητήστε πληροφορίες από αξιόπιστες πηγές, όπως καθιερωμένες εκπαιδευτικές ιστοσελίδες, σελίδες που συνδέονται με εκπαιδευτικά ιδρύματα ή επιστημονικά άρθρα. Ο πληροφορίες Είναι ο μόνος τρόπος για την αποτροπή απάτης, τσαρταλισμού και άλλων τύπων πεποιθήσεων που χρησιμοποιούν, ακατάλληλα, το όνομα των περιοχών γνώσης που είναι αφιερωμένες, αλλά είναι γνωστές από λίγους.
Κοίταεπίσης:Θεωρία χορδών
Βιβλία
Αν ενδιαφέρεστε να κατανοήσετε καλύτερα πώς λειτουργεί η κβαντική φυσική, αλλά είστε απλός ή θέλετε να συμβουλευτείτε πηγές Εμπιστευθείτε σε αυτόν τον τομέα της Φυσικής, δείτε μερικά βιβλία που μπορούν να σας βοηθήσουν να κατανοήσετε καλύτερα τον παράξενο κόσμο ποσοστό:
το κβαντικό μυστήριο - Andrés Cassinello και José Luiz Sánchez Gomez
Κατανόηση της κβαντικής θεωρίας: Ένα εικονογραφημένο βιβλίο - JP McEvoy και Oscar Zarate
το κομψό σύμπαν -Brian Greene
Το κβαντικό αίνιγμα: Εύρεση της φυσικής με συνείδηση - Τσαρλς Τάουν
[1] Πιστωτικές εικόνες: Benjamin Couprie, Institut International de Physique de Solvay / Wikimedia Commons.
Από εμένα, Rafael Helerbrock
