TEN Fizykakwant, znany również jako mechanika kwantowa, to duża dziedzina badań poświęcona analizie i opisaniu zachowanie układów fizycznych o zmniejszonych wymiarach, zbliżonych do rozmiarów molekuły, atomy i cząstkisubatomowy.
Dzięki fizyce kwantowej możliwe było zrozumienie mechanizmów rozpada się radioaktywny, z emisji i absorpcji światła przez atomy, z produkcji promień rentgenowski, z efekt fotoelektryczny, właściwości elektryczne półprzewodników itp.
Popatrzrównież: Współczesna fizyka
Fizyka kwantowa dla manekinów
kiedy weszliśmy do skala atomów i cząsteczek, w prawa fizyki makroskopowej, które doskonale potrafią opisać stany ruchu ciał, które widzimy wokół siebie na co dzień, stają się przestarzałe i niezdolne aby określić wszelkie wielkości fizyczne związane z tak małymi cząsteczkami.
To, co dzieje się w świecie kwantowym, polega na tym, że prawa fizyki już nie istnieją deterministyczny, to znaczy nie są w stanie dokładnie przewidzieć, gdzie znajduje się jakiś obiekt, ani z jaką prędkością: nic tu nie jest deterministyczne, pomiary uzyskane z układów kwantowych są wyrażone w
szansa.Obecnie dysponujemy systemami pomiarowymi, które potrafią podać nam pozycję obiektu z niezwykle dokładną precyzją. Jednak nawet przy najbardziej zaawansowanych technologiach nie bylibyśmy w stanie określić np. dokładnej pozycji atomu. Że niemożliwość nie jest związane z rozdzielczości urządzenia lub umiejętności pracownika przyrządu, ale tak do samej natury fizyki kwantowej.
Popatrzrównież:Model Standardowy Fizyki Cząstek
ten Natura fizyki kwantowej z biegiem czasu okazywało się prawdą nieznany, przez długi czas niezrozumiany, co skłoniło wielu fizyków do zakwestionowania go, różnych interpretacji lub nawet całkowitego zaprzeczenia. Przyczyniła się jednak również do powstania kilku mitów i przekonań wokół koncepcji fizyki kwantowej.
Choć wydaje się to „dziwne”, mechanika kwantowa jest jedną z najbardziej udanych teorii w fizyce, precyzja wyników osiąganych przez tę teorię jest przerażająca. Obecnie najpopularniejszą i akceptowaną interpretacją mechaniki kwantowej jest Interpretacja kopenhaska, opracowany przez jedne z największych nazwisk w nauce, takie jak NielsBohr,Maks.Urodzony,WolfgangPauli,WerneraHeisenberg i inni.
![Interpretacja kopenhaska została skonsolidowana podczas konferencji Solvay. [1]](/f/da2205c24a4f5c7d0a59238e3ba57d86.jpg)
Interpretacja kopenhaska została skonsolidowana podczas konferencji Solvay. [1]
Zgodnie z tą interpretacją wszystkie układy kwantowe mają a funkcja falowa, która je opisuje całkowicie. Ta funkcja falowa jest złożonym i wirtualnym wyrażeniem matematycznym (bez własnej rzeczywistości), z którego można wydobyć wszystkie informacje w tym systemie.
Wyniki uzyskane na podstawie funkcji falowych to z kolei prawdopodobieństwa, że coś jest obserwowane lub że znajdujemy atom na określonym poziomie energetycznym. Mimo to może być prawdopodobne, że atom emituje radioaktywne lub że a neutron ulegają rozpadowi, zamieniając się w neutron i elektron. Możliwości są ogromne.
Wyzwaniem dla fizyków jest znalezienie funkcji falowej dla systemu, a to nie jest łatwe — trzeba rozwiązać jedną lub więcej. równaniawSchrödingera, to równanie dotyczy energii kinetyka i potencjał systemów kwantowych.
Popatrzrównież:Einstein i bomba atomowa
Zastosowania fizyki kwantowej
Dzięki fizyce kwantowej można zrozumieć
emisje światła przez atomy;
zjawiska rozpad radioaktywny;
funkcjonowanie Laser, efekt fotoelektryczny;
przyciąganie między neutronami i protonami w jądro atomowe;
standardowy model Fizyka cząsteczek;
dualizm falowo-cząsteczkowy;
wszystkie znane nam prawa fizyki klasycznej (ponieważ, będąc bardziej ogólnymi, prawa mechaniki kwantowej mogą wywodzić się z praw rządzących naszym klasycznym światem).
Działanie lasera uzyskano dopiero dzięki studiowaniu mechaniki kwantowej.
Pochodzenie
Pojawienie się nowoczesnej fizyki kwantowej nastąpiło w 1920 roku, kiedy niemiecki fizyk Maks.Planck udało się wyjaśnić mechanizm problem z czarnym ciałem i jego związek z dziwacznym błędem w obliczeniach w tamtym czasie, zwanym katastrofa ultrafioletowa.
Okazuje się, że czarne ciała, obiekty zdolne do pochłaniania całego promieniowania, które jest na nie skierowane, emitując je ponownie w postaci promieniowania cieplnego, nie emitowały go zgodnie z oczekiwaną przez obecną teorię elektromagnetyczną. Aby rozwiązać tę sytuację, Max Planck zasugerował, aby energia pola elektromagnetycznego była skwantyzowany, czyli podzielone na małe wiązki energii, które nieco później zaczęto nazywać fotony - ty ile energii?.
Interpretacja Plancka dotycząca promieniowania ciała doskonale czarnego nie została dobrze przyjęta (a nawet przez niego), jednak kilka lat później Alberta Einsteinawykorzystał ten sam argument i zdołał wyjaśnić efekt fotoelektryczny.
W 1905 Einstein opublikował serię artykułów, w których oznaczono tę datę jako „cudowny rok fizyki”, ale jego uznanie przyniosło mu Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki, za wyjaśnienie mechanizmu stojącego za fotoelektryczność. Einstein doszedł do wniosku, że światło zachowuje się zarówno jako cząstka, jak i fala. To zachowanie stało się znane jako podwójna natura światła.
Popatrzrównież: podstawowe siły natury
W 1924 r. nadszedł przełom LudwikwBroglieprzyczynić się do mechaniki kwantowej. De Broglie opublikował w swojej pracy doktorskiej, że cząstki kwantowe również mają długość fali, jak również światło, a zatem powinny wykazywać zachowanie falowe w określonych warunkach.
Francuski fizyk przewidział, że elektrony powinny wykazywać wzór interferencji podczas eksperymentu z podwójną szczeliną, podobnie jak fale. W 1927 jego hipoteza została potwierdzona przez Eksperyment Davissona-Germera: powstała dwoistość pomiędzy fala i materia.
Przyczyna podwójnego zachowania się materii pozostawała nieznana do 1927 r. WerneraHeisenberg ogłosili zasadę fizyczną wywodzącą się z matematycznych właściwości teorii kwantowej. Zgodnie z tą zasadą, znaną jako zasada niepewności, istnieją pary zmiennych, których nie można zmierzyć jednocześnie z pełną precyzją. Te zmienne nazywają się zmienne sprzężone.
pozycja i prędkość, na przykład, są wielkościami fizycznymi, których nie można określić z pełną precyzją w świecie kwantowym: jeśli znamy z dużą dokładnością prędkość, z jaką porusza się atom, całkowicie straciliśmy precyzję jego położenia, podobnie, gdybyśmy mogli zmierzyć prędkość atomu, nie moglibyśmy powiedzieć, jakie jest jego położenie w tym samym natychmiastowy.
Aby zrozumieć zasadę nieoznaczoności, wystarczy pomyśl o tym, jak widzimy rzeczy: światło emanujące z przedmiotów musi dotrzeć do naszych oczu, aby ta informacja była tłumaczona przez nasz mózg. Innymi słowy, abyśmy mogli zobaczyć, potrzebujemy wymiana fotonów z otoczeniem. W przypadku atomów i cząstek jest to poważniejsze niż się wydaje: wyobraź sobie, że chcesz wiedzieć, gdzie jest atom, aby to zrobić wyemitować foton w twoim kierunku, ale robiąc to, atom przyspieszy z powodu zderzenia, więc nie będziesz w stanie powiedzieć, gdzie jest. to jest.
Dlatego zasada nieoznaczoności pozwala nieco lepiej zrozumieć materię falową dualizmu: w świecie kwantowym wielkości fizyczne zachowują się w sposób niedeterministyczny, jakby były falami, których amplitudy w rzeczywistości są szansa.
Popatrzrównież:Fizyka nuklearna
Fizyka kwantowa, duchowość i pseudonauka
W dzisiejszych czasach powszechne stało się czytanie reklam kursów, cudownych leków, rewolucyjnych produktów, terapii nieomylności, modlitwy o przyciągnięcie pieniędzy, a nawet metody leczenia przy użyciu terminów związanych z fizyką kwant.
Należy jednak podkreślić, że w żadnym z tych przypadków nie ma bezpośredniego związku z wiedzą wynikającą z badań fizyki kwantowej. W rzeczywistości są one sprzeniewierzenie, co było możliwe tylko dzięki ignorancja dużej części populacji, jeśli chodzi o fizykę współczesną i współczesną.
Zrozumienie fizyki kwantowej wymaga opanowania formalizm matematyczny i dużo wiedzy z fizyki, algebry, geometrii, elektrodynamiki i tak dalej. Dlatego potrzeba wielu lat nauki, aby zrozumieć to w sposób minimalnie akceptowalny przez standardy akademickie.
Prawdą jest również to, że wiele osób uważa, że ich praktyki opierają się na: zjawiska kwantowe, i nierzadko można znaleźć referencje od ludzi, którzy czuli się lepiej, uciekając się do tych działań. Możemy jednak przytoczyć powody, które przeczą skuteczności tzw. praktyk kwantowych:
Zjawiska kwantowe stają się istotne i obserwowalne dopiero w skali atomowej. Po pewnym rozmiarze wszystko zaczyna zachowywać się zgodnie z fizyką klasyczną, fizyką skali makroskopowej.
Korzyści odczuwane przez osoby, które kupują produkty lub zaczynają wykonywać jakiś rodzaj powiązanej działalności do „kwantowego” można zaobserwować w niektórych eksperymentach, w których obserwuje się poprawę u pacjentów leczonych placebo. Efekty te mają miejsce, ponieważ pacjenci uważają, że są lepsi i uzależniają się od tego.
Ze względu na duży brak wiedzy o prawdziwym znaczeniu przypisywanym słowu kwant, to naturalne, że to angażuje mistycyzm, co powoduje, że widzimy go często używany w najbardziej nieprawdopodobnych kontekstach: wykłady motywacyjne, kursy coaching kwant, modlitwy kwantowe, kosmetyki kwantowe, kuracje kwantowe itp.
Mimo że bardzo się od siebie różnią, wszystkie te reklamy mają coś wspólnego: są pseudonaukowy i w większości dążą do zysku. Dlatego w niektórych przypadkach można je nazwać znachorstwem, którego celem jest: wartość dodaną i niezawodność do produktów, usług lub zwyczajnych zwyczajów w ich istocie.
Kiedy zauważysz użycie bardzo abstrakcyjnych pojęć w mało prawdopodobnych kontekstach, nieufność i staraj się szukać informacji z wiarygodnych źródeł, takich jak znane serwisy edukacyjne, strony z linkami do instytucji edukacyjnych czy artykuły naukowe. TEN Informacja jest to jedyny sposób, aby zapobiec oszustwom, szarlatanizmowi i innym rodzajom wierzeń, które niewłaściwie wykorzystują nazwy obszarów wiedzy, które są uświęcone, ale znane nielicznym.
Popatrzrównież:Teoria strun
Książki
Jeśli chcesz lepiej zrozumieć, jak działa fizyka kwantowa, ale jesteś laikiem lub chciałbyś skorzystać ze źródeł zaufanym w tej dziedzinie fizyki, sprawdź kilka książek, które pomogą ci lepiej zrozumieć dziwny świat kwant:
tajemnica kwantowa - Andrés Cassinello i José Luiz Sánchez Gomez
Zrozumienie teorii kwantowej: książka obrazkowa - JP McEvoy i Oscar Zarate
elegancki wszechświat -Brian Greene
Kwantowa Enigma: Odnajdywanie Fizyki Świadomością - Charles Townes
[1] Prawa autorskie: Benjamin Couprie, Międzynarodowy Instytut Fizyki Solvay / Wikimedia Commons.
Przeze mnie Rafael Helerbrock
Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-fisica-quantica.htm