क्वांटम भौतिकी क्या है?

भौतिक विज्ञानमात्रा, के रूप में भी जाना जाता है क्वांटम यांत्रिकी, विश्लेषण और वर्णन करने के लिए समर्पित अध्ययन का एक बड़ा क्षेत्र है dedicated व्यवहार कम आयामों की भौतिक प्रणालियों की, आकार के करीब अणुओं, परमाणुओं तथा कणोंउपपरमाण्विक

क्वांटम भौतिकी के माध्यम से, के तंत्र को समझना संभव था possible क्षय रेडियोधर्मी, परमाणुओं द्वारा प्रकाश के उत्सर्जन और अवशोषण से, के उत्पादन से एक्स रे, का प्रकाश विद्युत प्रभावअर्धचालकों के विद्युत गुण, आदि।

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डमी के लिए क्वांटम भौतिकी

जब हमने में प्रवेश किया परमाणुओं और अणुओं का पैमाना, अत मैक्रोस्कोपिक भौतिकी के नियम, जो हमारे आस-पास प्रतिदिन देखे जाने वाले पिंडों की गति की अवस्थाओं का वर्णन करने में पूर्णतया सक्षम होते हैं अप्रचलित और अक्षम ऐसे छोटे कणों से संबंधित किसी भी भौतिक मात्रा को निर्धारित करने के लिए।

क्वांटम दुनिया में क्या होता है कि भौतिकी के नियम अब नहीं रहे नियतात्मक, अर्थात्, वे यह अनुमान लगाने में सक्षम नहीं हैं कि कोई वस्तु कहाँ है, या किस गति से: यहाँ कुछ भी नियतात्मक नहीं है, क्वांटम सिस्टम से प्राप्त माप में व्यक्त किए जाते हैं बाधाओं

वर्तमान में, हमारे पास माप प्रणाली है जो हमें किसी वस्तु की स्थिति को अत्यंत सटीक सटीकता के साथ प्रदान करने में सक्षम है। हालांकि, सबसे उन्नत प्रौद्योगिकियों के साथ भी, हम एक परमाणु की सटीक स्थिति निर्धारित करने में सक्षम नहीं होंगे, उदाहरण के लिए। उस असंभावना क्या नहीं है सम्बंधित एक उपकरण या एक उपकरण कार्यकर्ता के कौशल के संकल्प के लिए, लेकिन हाँ क्वांटम भौतिकी की प्रकृति के लिए.

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यह वाला प्रकृति क्वांटम भौतिकी समय के साथ खुद को एक सत्य के रूप में दिखा रही है अनजान, लंबे समय तक गलत समझा गया, जिसने कई भौतिकविदों को इस पर सवाल उठाने के लिए प्रेरित किया, इसे अलग-अलग व्याख्याएं दीं या इसे पूरी तरह से नकार भी दिया। हालाँकि, इसने क्वांटम भौतिकी की अवधारणा के आसपास कई मिथकों और मान्यताओं के निर्माण में भी योगदान दिया।

हालांकि यह "अजीब" लगता है, क्वांटम यांत्रिकी भौतिकी में सबसे सफल सिद्धांतों में से एक है, इस सिद्धांत द्वारा प्राप्त परिणामों की सटीकता भयावह है। वर्तमान में क्वांटम यांत्रिकी की सबसे लोकप्रिय और स्वीकृत व्याख्या कहलाती है कोपेनहेगन व्याख्या, विज्ञान के कुछ सबसे बड़े नामों द्वारा विकसित, जैसे कि, नील्सोबोहरा,मैक्सउत्पन्न होने वाली,वोल्फगैंगपाउली,वर्नरहाइजेनबर्ग और दूसरे।

सोल्वे सम्मेलन के दौरान कोपेनहेगन व्याख्या को समेकित किया गया था। [1]

इस व्याख्या के अनुसार, सभी क्वांटम प्रणालियों में एक. होता है तरंग फ़ंक्शन जो उनका वर्णन करता है पूरी तरह। यह तरंग फ़ंक्शन एक जटिल और आभासी गणितीय अभिव्यक्ति है (अपनी वास्तविकता के बिना), जिससे इस प्रणाली में सभी जानकारी निकालना संभव है।

तरंग कार्यों के आधार पर प्राप्त परिणाम, बदले में, संभावनाएं हैं कि कुछ देखा जाता है या हम किसी विशिष्ट ऊर्जा स्तर पर एक परमाणु पाते हैं। फिर भी, यह संभावना हो सकती है कि एक परमाणु रेडियोधर्मी उत्सर्जन करता है, या कि a न्यूट्रॉन एक क्षय से गुजरना, एक न्यूट्रॉन में बदलना और a turning इलेक्ट्रॉन. संभावनाएं बहुत बड़ी हैं.

भौतिकविदों के लिए चुनौती प्रणाली के लिए तरंग कार्य को खोजना है, और यह आसान नहीं है - एक या अधिक को हल करने की आवश्यकता है। समीकरणमेंश्रोडिंगर, यह समीकरण ऊर्जाओं से संबंधित है कैनेटीक्स तथा क्षमता क्वांटम सिस्टम की।

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क्वांटम भौतिकी अनुप्रयोग

क्वांटम भौतिकी के माध्यम से समझना संभव है

• परमाणुओं द्वारा प्रकाश उत्सर्जन;

• की घटना रेडियोधर्मी क्षय;

• की कार्यप्रणाली लेज़र, फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव;

• न्यूट्रॉन और प्रोटॉन के बीच आकर्षण परमाणु नाभिक;

• का मानक मॉडल कण भौतिकी;

• तरंग-कण द्वैत;

• शास्त्रीय भौतिकी के सभी नियम जिन्हें हम जानते हैं (चूंकि, अधिक सामान्य होने के कारण, क्वांटम यांत्रिकी के नियम हमारी शास्त्रीय दुनिया को नियंत्रित करने वाले कानूनों से प्राप्त करने में सक्षम हैं)।

क्वांटम यांत्रिकी का अध्ययन करके ही लेजर की कार्यप्रणाली प्राप्त की गई थी।

मूल

आधुनिक क्वांटम भौतिकी का उदय 1920 में हुआ, जब जर्मन भौतिक विज्ञानी मैक्सप्लांक के तंत्र की व्याख्या करने में कामयाब रहे ब्लैक बॉडी इश्यू और उस समय की गणनाओं में एक विचित्र त्रुटि से इसका संबंध, कहा जाता है पराबैंगनी आपदा.

यह पता चला है कि काले शरीर, उन पर निर्देशित सभी विकिरण को अवशोषित करने में सक्षम वस्तुएं, इसे थर्मल विकिरण के रूप में पुन: उत्सर्जित करते हुए, वर्तमान विद्युत चुम्बकीय सिद्धांत द्वारा अपेक्षित के रूप में इसे उत्सर्जित नहीं किया। स्थिति को हल करने के लिए, मैक्स प्लैंक ने सुझाव दिया कि विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की ऊर्जा मात्रा निर्धारित, अर्थात्, ऊर्जा के छोटे-छोटे बंडलों में विभाजित किया जाता है, जो थोड़ी देर बाद, कहलाएगा फोटॉनों - आप कितनी ऊर्जा.

ब्लैकबॉडी रेडिएशन की प्लैंक की व्याख्या को (या उनके द्वारा भी) अच्छी तरह से स्वीकार नहीं किया गया था, हालांकि, कुछ साल बाद, अल्बर्ट आइंस्टीनने उसी तर्क का प्रयोग किया और प्रकाश-विद्युत प्रभाव की व्याख्या करने में सफल रहे।

1905 में, आइंस्टीन ने लेखों की एक श्रृंखला प्रकाशित की, जिसमें तारीख को "भौतिकी के चमत्कारी वर्ष" के रूप में चिह्नित किया गया था, लेकिन उनकी प्रशंसा भौतिकी में उनके नोबेल पुरस्कार के माध्यम से हुई, इसके पीछे के तंत्र को समझाने के लिए प्रकाश विद्युत। आइंस्टीन ने निष्कर्ष निकाला था कि प्रकाश एक कण और एक तरंग दोनों के रूप में व्यवहार करता है। इस व्यवहार के रूप में जाना जाने लगा प्रकाश की दोहरी प्रकृति.

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1924 में की बारी थी लुईमेंब्रोगलीक्वांटम यांत्रिकी में योगदान। डी ब्रोगली ने अपनी डॉक्टरेट थीसिस में प्रकाशित किया कि क्वांटम कणों में भी एक तरंग-लंबाई, साथ ही प्रकाश और इसलिए, कुछ शर्तों के तहत तरंग व्यवहार प्रस्तुत करना चाहिए।

फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी ने भविष्यवाणी की थी कि डबल-स्लिट प्रयोग के अधीन इलेक्ट्रॉनों को एक हस्तक्षेप पैटर्न दिखाना चाहिए, जैसे तरंगें करती हैं। 1927 में, उनकी परिकल्पना की पुष्टि की गई थी डेविसन-जर्मर प्रयोग: की स्थापना की थी द्वंद्व के बीच में लहर और पदार्थ.

1927 में, पदार्थ के दोहरे व्यवहार के पीछे का कारण अज्ञात रहा। वर्नरहाइजेनबर्ग क्वांटम सिद्धांत के गणितीय गुणों से प्राप्त एक भौतिक सिद्धांत को प्रतिपादित किया। इस सिद्धांत के अनुसार, के रूप में जाना जाता है अनिश्चितता का सिद्धांत, ऐसे चरों के जोड़े हैं जिन्हें एक साथ पूर्ण परिशुद्धता के साथ नहीं मापा जा सकता है। इन चरों को कहा जाता है संयुग्म चर.

स्थिति और गति, उदाहरण के लिए, भौतिक मात्राएँ हैं जिन्हें क्वांटम दुनिया में पूरी सटीकता के साथ निर्धारित नहीं किया जा सकता है: यदि हम बड़ी सटीकता के साथ जानते हैं कि एक परमाणु किस गति से है, हम इसकी स्थिति में पूरी तरह से सटीकता खो चुके हैं, इसी तरह, यदि हम एक परमाणु के वेग को माप सकते हैं, तो हम यह नहीं बता सकते कि उसकी स्थिति क्या है उसी में तत्काल।

अनिश्चितता के सिद्धांत को समझने के लिए, बस इस बारे में सोचें कि हम चीजों को कैसे देखते हैं: वस्तुओं से निकलने वाला प्रकाश हमारी आँखों तक पहुँचना चाहिए, ताकि यह जानकारी हमारे मस्तिष्क द्वारा अनुवादित की जा सके। दूसरे शब्दों में, हमें देखने के लिए, हमें चाहिए परिवेश के साथ फोटोन का आदान-प्रदान करें. परमाणुओं और कणों के मामले में, यह जितना लगता है उससे कहीं अधिक गंभीर है: कल्पना कीजिए कि आप जानना चाहते हैं कि एक परमाणु कहाँ है, ऐसा करने के लिए आपको इसकी आवश्यकता होगी अपनी ओर एक फोटॉन उत्सर्जित करें, लेकिन ऐसा करने पर, टक्कर के कारण परमाणु गति पकड़ लेगा, इसलिए आप यह नहीं बता पाएंगे कि वह कहाँ था। यह है।

इसलिए, अनिश्चितता सिद्धांत हमें द्वैत तरंग पदार्थ को थोड़ा बेहतर समझने की अनुमति देता है: क्वांटम दुनिया में, भौतिक राशियाँ गैर-नियतात्मक तरीके से व्यवहार करती हैं, जैसे कि वे तरंगें हों, जिनके आयाम वास्तव में हैं, बाधाओं

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क्वांटम भौतिकी, आध्यात्मिकता और छद्म विज्ञान

आजकल, पाठ्यक्रमों, चमत्कारिक उपचारों, क्रांतिकारी उत्पादों, उपचारों के विज्ञापन पढ़ना आम हो गया है अचूक, धन को आकर्षित करने के लिए प्रार्थना, और भौतिकी से संबंधित शब्दों का उपयोग करके उपचार के तरीके भी क्वांटम।

हालांकि, इस बात पर जोर देना जरूरी है कि इनमें से किसी भी मामले में क्वांटम भौतिकी में शोध के परिणामस्वरूप ज्ञान के साथ सीधा संबंध नहीं है। वे, वास्तव में, a. हैं गबन, जो केवल धन्यवाद के लिए संभव बनाया गया था अज्ञान आबादी का एक बड़ा हिस्सा, जब आधुनिक और समकालीन भौतिकी की बात आती है।

क्वांटम भौतिकी को समझने में बड़े पैमाने पर महारत हासिल करना शामिल है गणितीय औपचारिकता और भौतिकी, बीजगणित, ज्यामिति, इलेक्ट्रोडायनामिक्स आदि का बहुत ज्ञान। इसलिए, इसे इस तरह से समझने के लिए कई वर्षों का अध्ययन करना पड़ता है जो अकादमिक मानकों द्वारा न्यूनतम स्वीकार्य है।

यह भी सच है कि बहुत से लोग मानते हैं कि उनकी प्रथाएं. पर आधारित हैं क्वांटम घटना, और उन लोगों से प्रशंसापत्र प्राप्त करना असामान्य नहीं है जो इन कार्यों का सहारा लेते समय बेहतर महसूस करते हैं। हालाँकि, हम उन कारणों का हवाला दे सकते हैं जो तथाकथित क्वांटम प्रथाओं की प्रभावशीलता पर विश्वास करते हैं:

• क्वांटम घटनाएं केवल परमाणु पैमाने पर प्रासंगिक और देखने योग्य हो जाती हैं। एक निश्चित आकार के बाद, सब कुछ शास्त्रीय भौतिकी, मैक्रोस्कोपिक पैमाने के भौतिकी के अनुसार व्यवहार करना शुरू कर देता है।

• उन लोगों द्वारा अनुभव किए गए लाभ जो उत्पाद खरीदते हैं या किसी प्रकार की संबंधित गतिविधि करना शुरू करते हैं कुछ प्रयोगों में "क्वांटम" को देखा जा सकता है, जिसमें रोगियों के इलाज में सुधार देखा जाता है प्लेसिबो। ये प्रभाव इसलिए होते हैं क्योंकि रोगियों को लगता है कि वे बेहतर हैं, और वे खुद को इस पर कंडीशन करते हैं।

शब्द से जुड़े वास्तविक अर्थ के बारे में ज्ञान की भारी कमी के कारण मात्रा, इसमें शामिल होना स्वाभाविक है रहस्यवाद, जिससे हम इसे अक्सर सबसे असंभाव्य संदर्भों में उपयोग करते हुए देखते हैं: प्रेरक व्याख्यान, के पाठ्यक्रम कोचिंग क्वांटम, क्वांटम प्रार्थना, क्वांटम सौंदर्य प्रसाधन, क्वांटम इलाज, आदि।

बहुत अलग होने के बावजूद, इन सभी विज्ञापनों में कुछ समानता है: वे हैं they छद्म वैज्ञानिक और, अधिकांश भाग के लिए, वे लाभ के लिए हैं। इसलिए, कुछ मामलों में, उन्हें नीमहकीम कहा जा सकता है, जिसका उद्देश्य है मूल्य और विश्वसनीयता जोड़ें उत्पादों, सेवाओं या सामान्य रीति-रिवाजों को उनके सार में।

जब आप असंभाव्य संदर्भों में बहुत ही अमूर्त अवधारणाओं के उपयोग को नोटिस करते हैं, शक और विश्वसनीय स्रोतों से जानकारी प्राप्त करने का प्रयास करें, जैसे कि स्थापित शैक्षणिक वेबसाइटें, शैक्षणिक संस्थानों से जुड़े पृष्ठ या वैज्ञानिक लेख। जानकारी यह घोटालों, धूर्ततावाद और अन्य प्रकार के विश्वासों को रोकने का एकमात्र तरीका है जो अनुचित रूप से, ज्ञान के उन क्षेत्रों के नाम का उपयोग करते हैं जिन्हें पवित्र किया जाता है लेकिन कुछ लोगों द्वारा जाना जाता है।

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पुस्तकें

यदि आप बेहतर ढंग से समझने में रुचि रखते हैं कि क्वांटम भौतिकी कैसे काम करती है, लेकिन आप एक आम आदमी हैं, या स्रोतों से परामर्श करना चाहते हैं भौतिकी के इस क्षेत्र में भरोसेमंद, कुछ किताबें देखें जो आपको अजीब दुनिया को बेहतर ढंग से समझने में मदद कर सकती हैं क्वांटम:

• क्वांटम रहस्य - एन्ड्रेस कैसिनेलो और जोस लुइज़ सांचेज़ गोमेज़ो

• क्वांटम सिद्धांत को समझना: एक सचित्र पुस्तक - जेपी मैकएवॉय और ऑस्कर ज़राटे

• सुरुचिपूर्ण ब्रह्मांड -ब्रायन ग्रीन

• क्वांटम पहेली: चेतना के साथ भौतिकी ढूँढना - चार्ल्स टाउनसे

[1] छवि क्रेडिट: बेंजामिन कूपरी, इंस्टिट्यूट इंटरनेशनल डी फिजिक डी सोल्वे / विकिमीडिया कॉमन्स।

मेरे द्वारा राफेल हेलरब्रॉक