زباله مدارگرد چیست؟
تیر ۲۴, ۱۳۹۵Alphabet از سگ رباتی (SpotMini) که خانه را تمیز می کند رونمایی کرد
تیر ۲۴, ۱۳۹۵نظریه کوانتوم اساس تئوریک فیزیک مدرن است که ماهیت و رفتار مواد و انرژی در سطوح اتمی و بنیادی اتم را شرح می دهد. ذات و رفتار مواد و انرژی در این سطح، گهگاه به عنوان فیزیک کوانتوم و مکانیک کوانتوم بیان می شود.
در سال 1900 میلادی، ماکس پلانک فیزیکدان، نظریه کوانتوم خود را در جامعه فیزیک آلمان ارائه کرد. پلانک به دنبال کشف علت تغییر رنگ تابشی از قرمز به نارنجی و نهایتاً آبی، بر اثر افزایش دمای جسم گداخته شده بود. او با فرض حضور انرژی در واحدهای اختصاصی همانند رفتار مواد (به جای نظریه پیشین موج الکترومغناطیسی ثابت) و از این رو قابل سنجش بودن آن، توانست به پاسخ سوال خود دست یابد. وجود این واحدها، اولین فرض از نظریه کوانتوم گردید.
پلانک یک معادله ریاضی با شکلی که نشاندهنده واحدهای اختصاصی انرژی بود ارائه کرد (این واحدها را کوانتا نامید). معادله پدیده ها را به خوبی شرح می داد؛ پلانک دریافت که در بازه های دمایی معین (مضرب دقیقی از مقدار حداقل) انرژی جسم گداخته شده ناحیه جدیدی از طیف رنگی را در بر می گیرد.
پلانک گمان می کرد نظریه جدیدی از کشف کوانتا پدیدار خواهد شد، ولی در حقیقت موجودیت آنها (کوانتا) دلالت بر فهمی اساسی و کاملاً نو از قوانین طبیعت داشت. پلانک در سال 1918 میلادی جایزه نوبل در فیزیک را برای نظریه کوانتوم از آن خود کرد، ولی رشد و توسعه در یک دوره 30 ساله توسط تعداد زیادی از دانشمندان، منجر به فهمی مدرن از نظریه کوانتوم شد.
برای آشنایی بیشتر با واژه کوانتوم میتوانید به مقاله زیر مراجعه نمایید:
گسترش نظریه کوانتوم
در سال 1900 میلادی، پلانک فرض کرد که انرژی از واحدهای منحصر به فرد یا همان کوانتا ساخته شده است.
در سال 1905 میلادی آلبرت انیشتین بیان داشت که نه تنها انرژی بلکه خود تشعشع نیز به همین حالت کوانتیده شده است.
در سال 1924، لوئی دوبروی پیشنهاد کرد که تفاوتی اساسی در ساختار و رفتار انرژی و مواد وجود ندارد (در هر دو سطح اتمی و بنیادی اتم، امکان دارد رفتار به گونه ای باشد که یا از ذرات و یا از موج ها تشکیل شده اند). این تئوری به عنوان اصل دوگانگی موج و ذره شناخته شد: ذرات بنیادی انرژی و مواد، همانند ذرات یا موج ها بر اساس شرایط رفتار می کنند.
در سال 1927، ورنر هایزنبرگ پیشنهاد کرد که اندازه گیری دقیق و همزمان دو ارزش مکمل هم، همانند حالت و اندازه حرکتی یک ذره بنیادی، غیر ممکن است. بر خلاف اصول فیزیک کلاسیک، اندازه گیری همزمان آنها ناگزیر دارای عیب و ایراد است، هر چه یک مقدار دقیق تر اندازه گیری شود، اندازه گیری مقدار دیگر پر نقص تر خواهد بود. این تئوری به عنوان اصل عدم قطعیت شناخته شد و عقیده مشهور آلبرت انیشتین که “خدا تاس نمی اندازد” را به چالش کشید.
تفسیر کُپنهاگی و دنیاهای چندگانه
دو تفسیر از نظریه کوانتوم دالّ بر ذات هستی، نظریه های تفسیر کپنهاگی و دنیاهای چند گانه است.
نیلز بور نظریه تفسیر کپنهاگی را پیشنهاد کرد که ادعا می کند یک ذره هر آنچه که باشد برای “بودن” اندازه گیری می شود ( بعنوان مثال یک موج یا ذره) لیکن نمی توان تا زمانیکه اندازه گیری شود ویژگی های خاص یا حتی موجودیتی برای آن فرض کرد. به طور خلاصه بور اظهار می کرد که “حقیقت برون ذاتی” وجود ندارد. این نظر به یک اصل به نام “اصل برهم نهی” (یا اصل جمع آثار) تبدیل شد که ادعا می کند مادامی که جسم را مورد بررسی قرار ندهیم از حالت آن آگاهی نداریم و نتیجه آنکه در تمام حالات ممکن قرار دارد.
برای شرح این تئوری می توانیم از تمثیل مشهور و قدری ظالمانه “گربه شرودینگر” استفاده کنیم. ابتدا یک گربه زنده را در یک جعبه ی ضخیم سربی قرار می دهیم. در این مرحله بدون هیچ تردیدی گربه زنده است. سپس یک شیشه سیانور به درون جعبه انداخته وآن را می بندیم. حال نمی دانیم آیا گربه زنده است و یا کپسول سیانور شکسته و گربه مرده است. از آنجاییکه نمی دانیم، بر طبق قانون کوانتوم و حالت جمع آثار گربه هم مرده است و هم زنده. تنها با باز کردن جعبه و دیدن حالت گربه است که “جمع آثار” از بین رفته و گربه یا مرده است یا زنده. دومین تفسیر از نظریه کوانتوم “دنیاهای چندگانه” (یا نظریه های چندگانه) است. این نظریه معتقد است، به مجرد اینکه یک عامل بالقوه برای هر شئ در هر وضعی موجود باشد، دنیای آن شئ به دسته ای از دنیاهای موازی، یکسان با تعداد حالات ممکن که در آن شئ می تواند موجود باشد تغییر می کند ( با هر دنیایی که دارای یک حالت امکان پذیر مجرد از آن شئ باشد). علاوه بر این برای عمل متقابل این دنیاها یک مکانیسم دارد (بطریقی به تمام حالات از برخی راهها اجازه دستیابی و نیز برای تمام حالات ممکن اجازه متاثر شدن در برخی طُرق را داده است).
استفان هاوکینگ و ریچارد فیمن از جمله دانشمندانی بودند که مزیت هایی برای نظریه دنیای چند گانه بیان داشتند.
تاثیر نظریه کوانتوم
نظریه کوانتوم و نظریه نسبیت انیشتین پایه و اساس فیزیک مدرن را تشکیل دادند. اصول فیزیک کوانتوم در حیطه های زیادی به کار گرفته می شود از جمله: اپتیک کوانتومی (نورشناخت کوانتوم)، شیمی کوانتومی، محاسبات کوانتومی و رمزنگاری کوانتومی.
منبع: Tech Target
2 Comments
عالی بودمتشکرم.
با سلام و عرض ادب
تشکر از نظر لطف شما