THE Fyzikakvantová, taktiež známy ako kvantová mechanika, je veľká oblasť štúdia venovaná analýze a opisu správanie fyzických systémov so zmenšenými rozmermi, ktoré sa blížia veľkostiam molekuly, atómy a časticesubatomárne.
Prostredníctvom kvantovej fyziky bolo možné pochopiť mechanizmy rozpadá sa rádioaktívne, z emisie a absorpcie svetla atómami, z výroby Röntgen, z fotoelektrický efekt, elektrické vlastnosti polovodičov atď.
Pozritiež: Moderná fyzika
Kvantová fyzika pre figuríny
keď sme vošli do stupnica atómov a molekúl, o zákony makroskopickej fyziky, ktoré sú dokonale schopné opísať stavy pohybu tiel, ktoré dennodenne vidíme okolo seba, sa stávajú zastarané a neschopné na stanovenie akýchkoľvek fyzikálnych veličín týkajúcich sa takýchto drobných častíc.
V kvantovom svete sa deje to, že fyzikálne zákony už neplatia deterministický, to znamená, že nie sú schopní presne predpovedať, kde sa nejaký objekt nachádza alebo akou rýchlosťou: nič tu nie je deterministické, merania získané z kvantových systémov sú vyjadrené v šanca.
V súčasnosti máme meracie systémy, ktoré sú schopné poskytnúť nám polohu objektu s mimoriadne presnou presnosťou. Avšak ani pri najpokročilejších technológiách by sme napríklad nedokázali určiť presnú polohu atómu. To nemožnosť nie je súvisiace na rozlíšenie prístroja alebo na zručnosť pracovníka s prístrojmi, ale áno k samotnej podstate kvantovej fyziky.
Pozritiež:Štandardný model fyziky častíc
toto príroda kvantovej fyziky sa časom ukázalo ako pravda neznámy, dlho nepochopený, čo nakoniec viedlo mnohých fyzikov k pochybnostiam, interpretácii alebo dokonca k úplnému popretiu. Prispel však tiež k vytvoreniu niekoľkých mýtov a presvedčení okolo konceptu kvantovej fyziky.
Aj keď sa to zdá byť „čudné“, kvantová mechanika je jednou z najúspešnejších teórií vo fyzike, presnosť výsledkov dosiahnutých touto teóriou je desivá. V súčasnosti sa nazýva najpopulárnejšia a najuznávanejšia interpretácia kvantovej mechaniky Kodanská interpretácia, vyvinuté niektorými z najväčších mien vedy, ako napr NielsBohr,MaxNarodený,WolfgangPauli,WernerHeisenberg a ďalšie.
![Kodanský výklad bol konsolidovaný počas konferencie Solvay. [1]](/f/da2205c24a4f5c7d0a59238e3ba57d86.jpg)
Kodanský výklad bol konsolidovaný počas konferencie Solvay. [1]
Podľa tejto interpretácie majú všetky kvantové systémy a vlnová funkcia, ktorá ich popisuje úplne. Táto vlnová funkcia je komplexný a virtuálny matematický výraz (bez vlastnej reality), z ktorého je možné získať všetky informácie v tomto systéme.
Výsledky získané na základe vlnových funkcií sú zase pravdepodobnosti, že sa niečo pozoruje alebo že nájdeme atóm na nejakej konkrétnej energetickej úrovni. Stále môžu byť pravdepodobnosti, že atóm vytvára rádioaktívne emisie, alebo že a neutrón podstúpiť rozpad, ktorý sa zmení na neutrón a a elektrón. Možnosti sú obrovské.
Výzvou pre fyzikov je nájsť vlnovú funkciu pre systém, čo nie je ľahké - je potrebné vyriešiť jednu alebo viac z nich. rovnicevSchrodinger, táto rovnica súvisí s energiami kinetika a potenciál kvantových systémov.
Pozritiež:Einstein a atómová bomba
Aplikácie kvantovej fyziky
Prostredníctvom kvantovej fyziky je možné pochopiť
svetelné emisie atómov;
javy rádioaktívny rozpad;
fungovanie Laserové, fotoelektrický efekt;
príťažlivosť medzi neutrónmi a protónmi v atómové jadro;
štandardný model časticová fyzika;
dualita vlnových častíc;
všetky zákony klasickej fyziky, ktoré poznáme (pretože zákony kvantovej mechaniky sú všeobecnejšie schopné odvodiť ich od zákonov, ktoré riadia náš klasický svet).
Fungovanie laseru sa dosiahlo až štúdiom kvantovej mechaniky.
Pôvod
K vzniku modernej kvantovej fyziky došlo v roku 1920, keď bol nemecký fyzik MaxPlanck podarilo vysvetliť mechanizmus problém s čiernym telom a jej vzťah k bizarnej chybe vo výpočtoch v tom čase, tzv ultrafialová katastrofa.
Ukazuje sa, že čierne telá, objekty schopné absorbovať všetko žiarenie, ktoré na ne smeruje, opätovne ho emitovať vo forme tepelného žiarenia, nevyžarovali ho tak, ako to predpokladá súčasná elektromagnetická teória. Na vyriešenie situácie Max Planck navrhol, aby energia elektromagnetického poľa bola vyčíslený, tj. rozdelené na malé zväzky energie, ktoré by sa o niečo neskôr začali nazývať fotóny - ty koľko energie.
Planckova interpretácia žiarenia čierneho tela nebola dobre prijatá (alebo dokonca ním), avšak o niekoľko rokov neskôr, Albert Einsteinvyužil rovnaký argument a úspešne vysvetlil fotoelektrický jav.
V roku 1905 Einstein publikoval sériu článkov, ktoré označili dátum ako „zázračný rok fyziky“, ale jeho uznanie získalo Nobelovu cenu za fyziku za vysvetlenie mechanizmu, ktorý stojí za týmto dokumentom fotoelektrika. Einstein dospel k záveru, že svetlo sa správa ako častica aj ako vlna. Toto správanie sa stalo známe ako dvojaký charakter svetla.
Pozritiež: základné sily prírody
V roku 1924 nastal prelom LouisvBroglieprispievajú k kvantovej mechanike. De Broglie vo svojej dizertačnej práci publikoval, že kvantové častice majú tiež a vlnovú dĺžku, ako aj svetlo, a preto by za určitých podmienok malo vykazovať vlnové správanie.
Francúzsky fyzik predpovedal, že elektróny by mali vykazovať interferenčný vzor, keď sú podrobené experimentu s dvojitou štrbinou, rovnako ako vlny. V roku 1927 jeho hypotézu potvrdil Davisson-Germerov experiment: bola založená dualita medzi vlna a hmota.
Dôvod dvojakého správania hmoty zostal neznámy až do roku 1927, WernerHeisenberg vyhlásil fyzikálny princíp odvodený z matematických vlastností kvantovej teórie. Podľa tohto princípu známeho ako princíp neistoty, existujú páry premenných, ktoré nebolo možné merať súčasne s úplnou presnosťou. Tieto premenné sa nazývajú konjugované premenné.
polohy a rýchlostisú napríklad fyzikálne veličiny, ktoré sa v kvantovom svete nedajú určiť s úplnou presnosťou: ak poznáme s veľkou presnosťou rýchlosť, akou je atóm, úplne sme stratili presnosť v jeho polohe, podobne, ak by sme mohli zmerať rýchlosť atómu, nemohli by sme povedať, aká je jeho poloha v tej istej polohe okamžite.
Aby sme pochopili princíp neurčitosti, stačí zamysli sa nad tým, ako vidíme veci: svetlo vychádzajúce z objektov sa musí dostať do našich očí, aby túto informáciu preložil náš mozog. Inými slovami, aby sme to videli, potrebujeme vymieňajte fotóny s okolím. V prípade atómov a častíc je to vážnejšie, ako to znie: predstavte si, že chcete vedieť, kde je atóm, a to by ste potrebovali emitujú fotón smerom k vám, ale pri tom by atóm kvôli kolízii nabral rýchlosť, takže by ste už nedokázali povedať, kde to bolo. to je.
Princíp neurčitosti nám preto umožňuje o niečo lepšie pochopiť vlnu duality: v kvantovom svete fyzikálne veličiny sa správajú nedeterministickým spôsobom, akoby išlo o vlny, ktorých amplitúdy sú v skutočnosti šanca.
Pozritiež:Jadrová fyzika
Kvantová fyzika, duchovnosť a pseudoveda
V dnešnej dobe je bežné čítať reklamy na kurzy, zázračné lieky, revolučné výrobky, terapie neomylnosti, modlitby na prilákanie peňazí a dokonca aj metódy liečenia pomocou výrazov týkajúcich sa fyziky kvantová.
Je však potrebné zdôrazniť, že ani v jednom z týchto prípadov neexistuje priamy vzťah s poznatkami, ktoré vyplynuli z výskumu kvantovej fyziky. Jedná sa v skutočnosti o a sprenevera, čo sa podarilo len vďaka nevedomosť veľkej časti populácie, pokiaľ ide o modernú a súčasnú fyziku.
Pochopenie kvantovej fyziky zahŕňa zvládnutie veľkého matematický formalizmus a veľa vedomostí z fyziky, algebry, geometrie, elektrodynamiky atď. Preto trvá mnoho rokov štúdia, kým mu porozumieme spôsobom, ktorý je na akademické štandardy minimálne prijateľný.
Je tiež pravda, že veľa ľudí verí, že na ich postupoch sa zakladá kvantové javy, a nie je nezvyčajné nájsť svedectvá od ľudí, ktorí sa cítili lepšie, keď sa uchýlili k týmto činom. Môžeme však uviesť dôvody, ktoré veria v účinnosť takzvaných kvantových postupov:
Kvantové javy sa stávajú relevantnými a pozorovateľnými až v atómových mierkach. Po určitej veľkosti sa všetko začne správať v súlade s klasickou fyzikou, fyzikou makroskopickej škály.
Výhody, ktoré majú ľudia, ktorí si kúpia výrobky alebo začnú vykonávať nejaký druh súvisiacich činností na „kvantum“ možno vidieť v niektorých experimentoch, v ktorých sa pozorujú zlepšenia u pacientov liečených placebo. Tieto účinky sa vyskytujú, pretože pacienti sa domnievajú, že sú lepší, a sú tým podmienení.
Kvôli veľkému nedostatku vedomostí o skutočnom význame, ktorý sa slovu pripisuje kvantová, je prirodzené, že to zahŕňa mystika, čo nás vedie k častému používaniu v najnepravdepodobnejších kontextoch: motivačné prednášky, kurzy jazyka koučovanie kvantum, kvantové modlitby, kvantová kozmetika, kvantové lieky atď.
Napriek tomu, že sú veľmi odlišné, všetky tieto reklamy majú niečo spoločné: sú pseudovedecký a väčšinou sa zameriavajú na zisk. Preto ich v niektorých prípadoch možno nazvať šarlatánstvom, ktorého cieľom je pridaná hodnota a spoľahlivosť na výrobky, služby alebo bežné zvyky v ich podstate.
Keď si všimnete použitie veľmi abstraktných pojmov v nepravdepodobných kontextoch, nedôvera a pokúsiť sa vyhľadať informácie zo spoľahlivých zdrojov, ako sú napríklad zavedené vzdelávacie webové stránky, stránky prepojené so vzdelávacími inštitúciami alebo vedecké články. THE informácie je to jediný spôsob, ako zabrániť podvodom, šarlatánstvu a iným typom viery, ktoré nesprávne používajú názov oblastí poznania, ktoré sú zasvätené, ale sú známe len málokto.
Pozritiež:Teória strún
Knihy
Ak máte záujem lepšie porozumieť tomu, ako funguje kvantová fyzika, ale ste laik alebo by ste sa chceli obrátiť na zdroje v tejto oblasti fyziky, ktorej dôverujete, pozrite si niektoré knihy, ktoré vám pomôžu lepšie pochopiť zvláštny svet kvantum:
kvantová záhada - Andrés Cassinello a José Luiz Sánchez Gomez
Pochopenie kvantovej teórie: Obrázková kniha - JP McEvoy a Oscar Zarate
elegantný vesmír -Brian Greene
Kvantová záhada: Hľadanie fyziky s vedomím - Charles Townes
[1] Obrázok: Benjamin Couprie, Institut International de Physique de Solvay / Wikimedia Commons.
Podľa mňa.Rafael Helerbrock
Zdroj: Brazílska škola - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-fisica-quantica.htm
