فیزیک کوانتومی

فیزیک کوانتومی ؛

اوایل سده بیستم؛

فیزیک کوانتومی ؛ وقتی در اوایل سده بیستم فیزیک کوانتومی بنیان نهاده شد، شیوه نگاه تازه ای را به جهان به ارمغان آورد. شیوه ای افشاگرانه و گاه مرعوب کننده.

انقلاب کوانتومی قطعیت کهنه فیزیک کلاسیک را با خود برد و صحبت از احتمالات، برهم نهی خروجی های ممکن و از همه مشهورتر عدم قطعیت را به جای آن نشاند.

فیزیک کوانتومی به زبان ساده

به زبان ساده فیزیک کوانتومی فیزیک بسیار کوچک هاست؛ اثرات آن فقط در سطح اتم های منفرد یا ذره های زیراتمی مشاهده پذیر می شود و جهان «ماکروسکوپی» بزرگ مقیاس را تا حد زیادی دست نخورده می گذارد (بنابراین هنوز می توان قانون های فیزیک کلاسیک را در بیشتر موقعیت ها به کار بست).

مشخصه کلیدی؛

مسئله حیاتی در جهان کوانتومی مفهوم دوگانگی موج-ذره است  بدین معنی که موج و ذره آن گونه که می نمایند دو پدیده متمایز و بسیار متفاوت نیستند، بلکه در عوض موج (به ویژه موج الکترومغناطیسی) می تواند گاهی مانند ذره رفتار کند و بالعکس.

مشخصه کلیدی دیگر در مدل کوانتومی این است که در مقیاس های بسیار کوچک ویژگی به ظاهر پیوسته «کوانتیزه» اند (به واحدهای بسیار کوچک اما مجزایی خرد شده اند).

کشف فوتون در اوایل دهه ۱۹۰۰

این مسئله نخستین بار اوایل دهه ۱۹۰۰ با کشف فوتون پدیدار شد؛ «ذره های نور» که انرژی ای را که موج های الکترومغناطیسی دریافت می کنند به طور موثر کوانتیزه می کنند.

از دهه ۱۹۲۰ به این سو، روشن شد درست هماهنگونه که ذره ها می توانند رفتار موج گونه از خود نشان دهند، بسیاری از ویژگی هایشان نیز کوانتیزه است و به کمک «عددهای کوانتومی» به بهترین نحو توصیف می شوند.

مثلا تکانه زاویه ای الکترون ها فقط میتواند مقادیر کوانتومی به خصوصی داشته باشد. با این حال شاید چالش برانگیزترین وجه فیزیک کوانتومی این عقیده باشد که مشخصه های موج گونه ذره ها آنها را ذاتا پیش بینی ناپذیر می کند دیگر نمی توانیم از قطعیت سخن به میان آوریم، فقط می توانیم از احتمال نتایج متفاوت بگوییم؛ احتمالی که با تابع موج فراموش نشدنی شرودینگر توصیف می شود.

تقلا برای فهم روشنی که در آن ماهیت «احتمالی» جهان کوانتومی با ماهیت به ظاهر مطلق یا «قطعی» جهان بزرگ مقیاس پیوند بخورد شماری «تفسیر» از فیزیک کوانتومی را به وجود آورده است که اغلب نه تنها چالش های علمی را باز می نمایند که بلکه نماینده چالش های فلسفی اند.

منبع: فیزیک در چند دقیقه؛ مفهوم‌های کلیدی دنیای فیزیک به زبان ساده، نوشته جایلز اسپارو. مترجم: مائده گلچین عارفی و فاطمه آریایی‌فر. نشر شهر. ۱۳۹۶