DE Fysikkvant, också känd som kvantmekanik, är ett stort studieområde som ägnar sig åt att analysera och beskriva beteende av fysiska system med reducerade dimensioner, nära storleken på molekyler, atomer och partiklarsubatomär.
Genom kvantfysik var det möjligt att förstå mekanismerna för förfaller radioaktivt, från utsläpp och absorption av ljus från atomer, från produktion av Röntgen, av fotoelektrisk effekt, elektriska egenskaper hos halvledare, etc.
Seockså: Modern fysik
Kvantfysik för dummies
när vi gick in i skala av atomer och molekyler, vid lagar för makroskopisk fysik, som är perfekt kapabla att beskriva de kroppsrörelser som vi ser runt omkring oss dagligen blir föråldrad och oförmögen för att bestämma fysiska mängder relaterade till sådana små partiklar.
Vad som händer i kvantvärlden är att fysikens lagar inte längre är det deterministisk, de kan inte förutsäga exakt var något objekt är, eller i vilken hastighet: ingenting här är deterministiskt, mätningar erhållna från kvantsystem uttrycks i odds.
För närvarande har vi mätsystem som kan förse oss med objektets position med extremt exakt precision. Men även med de mest avancerade teknikerna skulle vi till exempel inte kunna bestämma den exakta positionen för en atom. Det där omöjlighet är inte relaterad till en enhets upplösning eller en instrumentarbetares skicklighet, men ja till kvantfysikens natur.
Seockså:Standardmodell för partikelfysik
Sluta inte nu... Det finns mer efter reklam;)
den här natur kvantfysik har visat sig över tiden som en sann okänd, under en lång tid missförstått, vilket ledde till att många fysiker fick ifrågasätta det, ge det olika tolkningar eller till och med förneka det helt. Men det bidrog också till skapandet av flera myter och övertygelser kring begreppet kvantfysik.
Trots att det verkar "konstigt" är kvantmekanik en av de mest framgångsrika teorierna inom fysik, precisionen i de resultat som uppnås med denna teori är skrämmande. För närvarande kallas den mest populära och accepterade tolkningen av kvantmekanik Köpenhamns tolkning, utvecklat av några av de största namnen inom vetenskapen, t.ex. NielsBohr,MaxFödd,WolfgangPauli,WernerHeisenberg och andra.
![Köpenhamntolkningen konsoliderades under Solvay-konferensen. [1]](/f/da2205c24a4f5c7d0a59238e3ba57d86.jpg)
Köpenhamntolkningen konsoliderades under Solvay-konferensen. [1]
Enligt denna tolkning har alla kvantsystem en vågfunktion som beskriver dem helt och hållet. Denna vågfunktion är ett komplext och virtuellt matematiskt uttryck (utan sin egen verklighet), från vilket det är möjligt att extrahera all information i detta system.
De resultat som erhållits baserat på vågfunktionerna är i sin tur sannolikheten att något observeras eller att vi hittar en atom på någon specifik energinivå. Ändå kan det vara sannolikheter att en atom ger en radioaktiv utsläpp, eller att en neutron genomgå ett förfall, förvandlas till en neutron och en elektron. Möjligheterna är enorma.
Utmaningen för fysiker är att hitta vågfunktionen för systemet, och det är inte lätt - en eller flera måste lösas. ekvationeriSchrodinger, denna ekvation relaterar energierna kinetik och potential kvantasystem.
Seockså:Einstein och atombomben
Kvantfysikapplikationer
Genom kvantfysik är det möjligt att förstå
ljusutsläpp från atomer;
fenomenen av radioaktivt avfall;
fungerar Laser, den fotoelektriska effekten;
attraktionen mellan neutroner och protoner i atomkärnan;
standardmodellen för partikelfysik;
vågpartikel dualiteten;
alla lagar inom klassisk fysik som vi känner till (eftersom kvantmekanikens lagar är mer allmänna kan härledas från de lagar som styr vår klassiska värld).
Funktionen av lasern erhölls endast genom att studera kvantmekanik.
Ursprung
Framväxten av modern kvantfysik ägde rum 1920, när den tyska fysikern MaxPlanck lyckades förklara mekanismen för svart kroppsproblem och dess relation till ett bisarrt fel i beräkningarna vid den tiden, kallat ultraviolett katastrof.
Det visar sig att svarta kroppar, föremål som kan absorbera all strålning som riktas mot dem, återutsända den i form av termisk strålning, emitterade inte den som förväntat av den aktuella elektromagnetiska teorin. För att lösa situationen föreslog Max Planck att energin i det elektromagnetiska fältet skulle vara kvantiserad, det vill säga, uppdelat i små energibuntar, som, lite senare, skulle kallas fotoner - du hur mycket energi.
Plancks tolkning av svartkroppsstrålning accepterades inte (eller ens av honom), dock några år senare, Albert Einsteinanvände samma argument och lyckades förklara den fotoelektriska effekten.
År 1905 publicerade Einstein en serie artiklar som markerade datumet som "det fysiska mirakulösa året", men hans hyllning kom genom hans Nobelpris i fysik, för att förklara mekanismen bakom fotoelektricitet. Einstein hade dragit slutsatsen att ljus beter sig både som en partikel och som en våg. Detta beteende blev känt som dubbel natur av ljus.
Seockså: grundläggande naturkrafter
År 1924 var det turen till LouisiBrogliebidra till kvantmekanik. De Broglie publicerade i sin doktorsavhandling att kvantpartiklar också har en våglängd, liksom ljus och bör därför presentera vågbeteende under vissa förhållanden.
Den franska fysikern förutspådde att elektroner skulle visa ett interferensmönster när de utsattes för dubbel-slits experiment, precis som vågor gör. År 1927 bekräftades hans hypotes av Davisson-Germer-experiment: grundades dualitet mellan vinka och materia.
Anledningen till materiens dubbla beteende förblev okänd tills 1927 WernerHeisenberg förklarade en fysisk princip härledd från kvantteoriens matematiska egenskaper. Enligt denna princip, känd som osäkerhetsprincip, det finns par variabler som inte kunde mätas samtidigt med full precision. Dessa variabler kallas konjugerade variabler.
position och hastighettill exempel är fysiska mängder som inte kan bestämmas med fullständig precision i kvantvärlden: om vi vet med stor precision den hastighet med vilken en atom är, vi tappade helt precision i sin position, på samma sätt, om vi kunde mäta en atoms hastighet, kunde vi inte berätta vad dess position är i samma omedelbar.
Att förstå osäkerhetsprincipen, bara fundera på hur vi ser saker: ljuset som kommer från föremål måste nå våra ögon så att denna information översätts av vår hjärna. Med andra ord, för att vi ska se, behöver vi utbyta fotoner med omgivningen. När det gäller atomer och partiklar är detta mer allvarligt än det låter: Tänk dig att du vill veta var en atom är, att göra det du skulle behöva avger en foton mot dig, men då skulle atomen få fart på grund av kollisionen, så du skulle inte kunna berätta mer var det var. det är.
Därför tillåter osäkerhetsprincipen oss att förstå lite bättre dualitetsvågmaterialet: i kvantvärlden, fysiska storheter beter sig på ett icke-deterministiskt sätt, som om de vore vågor, vars amplituder i själva verket är odds.
Seockså:Kärnfysik
Kvantfysik, andlighet och pseudovetenskap
Numera har det blivit vanligt att läsa annonser för kurser, mirakelkurer, revolutionerande produkter, terapier ofelbara, böner för att attrahera pengar och till och med metoder för helande med termer relaterade till fysik kvant.
Det är dock nödvändigt att betona att det i inget av dessa fall finns ett direkt samband med den kunskap som är resultatet av forskning inom kvantfysik. De är i själva verket en förskingring, som endast möjliggjordes tack vare okunnighet av en stor del av befolkningen, när det gäller modern och samtida fysik.
Att förstå kvantfysik innebär att behärska en stor matematisk formalism och mycket kunskap om fysik, algebra, geometri, elektrodynamik och så vidare. Därför tar det många års studier att förstå det på ett sätt som är minimalt acceptabelt enligt akademiska standarder.
Det är också sant att många tror att deras praxis bygger på kvantfenomen, och det är inte ovanligt att hitta vittnesmål från människor som kände sig bättre när de tog till dessa handlingar. Vi kan dock ange skäl som tror på effektiviteten hos de så kallade kvantpraxiserna:
Kvantfenomen blir bara relevanta och observerbara på atomskalor. Efter en viss storlek börjar allt bete sig i enlighet med klassisk fysik, den makroskopiska skalans fysik.
Fördelarna med människor som köper produkter eller börjar utföra någon typ av relaterad aktivitet till "kvant" kan ses i vissa experiment, där förbättringar observeras hos patienter som behandlas med placebo. Dessa effekter uppstår eftersom patienter tror att de är bättre och villkorar sig på det.
På grund av den stora bristen på kunskap om ordets verkliga betydelse kvant, är det naturligt att detta involverar mystik, vilket får oss att se det ofta används i de mest osannolika sammanhang: motiverande föreläsningar, kurser i coaching kvant-, kvantböner, kvantkosmetika, kvantkurer etc.
Trots att de är väldigt olika har alla dessa annonser något gemensamt: de är det pseudovetenskaplig och för det mesta strävar de efter vinst. Därför kan de i vissa fall kallas kvackeri, vars mål är att tillföra värde och tillförlitlighet till produkter, tjänster eller ordinarie tull i huvudsak.
När du märker användningen av mycket abstrakta begrepp i osannolika sammanhang, misstro och försök att söka information från pålitliga källor, såsom etablerade utbildningswebbplatser, sidor länkade till utbildningsinstitutioner eller vetenskapliga artiklar. DE information det är det enda sättet att förhindra bedrägerier, charlatanism och andra typer av övertygelser som, felaktigt, använder namnet på kunskapsområden som är invigda men kända av få.
Seockså:Strängteorin
Böcker
Om du är intresserad av att bättre förstå hur kvantfysik fungerar, men du är lekman eller vill konsultera källor litar på detta område av fysik, kolla in några böcker som kan hjälpa dig att bättre förstå den konstiga världen kvant:
kvantmysteriet - Andrés Cassinello och José Luiz Sánchez Gomez
Förstå kvantteori: En bildbok - JP McEvoy och Oscar Zarate
det eleganta universum -Brian Greene
Quantum Enigma: Hitta fysik med medvetande - Charles Townes
[1] Bildkrediter: Benjamin Couprie, Institut International de Physique de Solvay / Wikimedia Commons.
Av mig Rafael Helerbrock
