#فیزیک #کوانتوم چیست؟فیزیک کوانتوم شاخه ای از
فیزیک است که به مطالعه چیزهای بسیاربسیار کوچک میپردازد
. کوچکترین چیز تشکیل دهنده ماده چیست؟ در ابتدا اعتقاد بر این بود که اتم است ، اکنون می دانیم که حتی پروتون ها و نوترون هایی که هسته اتمی را تشکیل می دهند خود از ذرات کوچکتری به نام کوارک تشکیل میشوند. اشیاء در چنین مقیاس هایی رفتار متضادی دارند هم به صورت ذره و هم صورت موج ظاهر میشوند. این ایده عجیب که وضعیت یک سیستم تا زمانی که اندازه گیری نشود تعریف و مشخص نمی شود ، باعث به وجود آمدن آزمایش معروف
گربه شرودینگر شد.
در
فیزیک ، یک کوانتوم (جمع کوانتا) حداقل مقدار هر وجود فیزیکی (خاصیت فیزیکی) درگیر در یک کنش و واکنش فیزیکی است.
در مقیاس اتم ها و الکترون ها ، بسیاری از معادلات مکانیک کلاسیک ، که توصیف کننده چگونگی حرکت ، اندازه و سرعت است ، از بین می روند. در مکانیک کلاسیک ، اشیاء در یک زمان خاص در یک مکان خاص وجود دارند. اما در مکانیک کوانتومی ، اشیاء در ابری از احتمال وجود دارند. آنها شانس خاصی برای حضور در نقطه A دارند و همزمان شانس دیگری برای حضور در نقطه B و همینطور الی آخر.
اجسام کوانتومی میتوانند در یک لحظه در حالتها و مکان های چندگانه وجود داشته باشند که برای توصیف آنها نیازمند تسلط به دانش آمار هستیم. این توصیف پر از عدم قطعیت میباشد و با پارادوکسهای مختلفی همراه شده است و همچنین به خاطر ایجاد تردید در مورد مفهوم واقعیت عینی مورد انتقاد بوده است ، مفهومی که بسیاری از
فیزیکدانها از جمله آلبرت اینشتین آن را دیر هضم یافتند. امروزه دانشمندان با این معماهای فلسفی دست به گریبان هستند و از سویی نیز کوشش میکنند تا ویژگیهای عجیب کوانتوم را برای استفاده در تکنولوژی های پیشرفته به کنترل بگیرند.
کشف دیگر فیزیکدانها این بود که الکترون قادر است هم به صورت ذره و هم به صورت موج نمود کند که به نظریه مکمل یا دوگانگی موجذره مشهور است. اگر الکترونی را به سوی صفحه تلویزیون خاموش پرتاب کنیم، یک ذره نورانی پدیدار می شود که از اصابت الکترون به مواد فسفری که پشت صفحه تلویزیون را فرا گرفته به وجود آمده است. نقطه حاصل از اصابت الکترون بروشنی وجه ذرهای ماهیت آن را آشکار می سازد. اما این تنها شکلی نیست که الکترون قادر است به خود بگیرد. چه الکترون می تواند به توده ابر مانندی از انرژی بدل شود و چنان عمل کند که انگار موجی است گشوده در فضا. هر گاه الکترون به صورت موج نمود کند، کاری می کند که از هیچ ذرهای بر نمی آید. مثلاً اگر به مانعی که دو شکاف دارد بر خورد کند، می تواند همزمان از هر دو شکاف گذر کند. هرگاه الکترونهای موج گونه به هم اصابت کنند بی درنگ الگوهای متداخل تولید می کنند. این خصلت دوگانه الکترون را نیز می توان در تمام ذرات زیر اتمی و در همه آن چیزهایی که تصور می شد تنها به صورت موج متجلی می شوند مانند نور، اشعه های گاما، امواج رادیویی و اشعه ایکس نیز باز یافت و همه اینها می توانند از حالت موج گونه به ذره بدل شوند. امروزه فیزیکدانها معتقدند که پدیده زیر اتمی را نمی باید تنها به عنوان موج یا ذره طبقه بندی کرد، بلکه باید به عنوان چیزهایی در نظر گرفت که همواره به نوعی قادرند هر دو باشند. این چیزها کوانتا ( quanta ) نام دارند و فیزیکدانها معتقدند که کوانتا در حکم ماده اولیه ای است که کل جهان از آن به وجود آمده است. (quanta جمع quantum است یک الکترون یک کوانتوم است. چند الکترون مجموعه کوانتاهاست. واژه کوانتوم مترادف با ذرات موج گونه است؛ واژه ای که در ارجاع به چیزهایی به کار می رود که واجد هم جنبه ذره ای است و هم موج گونه .)
برای حدود ۷۰ سال این دوگانگی موج_ذره با نظریه آزار دهنده دیگری از نظریه کوانتوم توضیح داده میشد،
اصل عدم قطعیت هایزنبرگ که در سال ۱۹۲۷ توسط ورنر هایزنبرگ تدوین شد و به تازگی نیز بسیار دقیقتر شده است. این نظریه یک حدی را برای میزان آگاهی قرار داد که میگوید هیچکس نمیتواند هم موقعیت و هم اندازه حرکت یک جسم کوانتومی را با دقت کامل بداند، اندازهگیری یکی به شکل گریزناپذیری دیگری را تغییر میدهد.
درهمتنیدگی نیز پدیدهای است که میگوید در جهان کوانتومی اگر اجسام با یکدیگر برهمکنش داشته باشند یا اینکه از طریق فرایند یکسانی به وجود بیایند دیگر مستقل نیستند، آنها به گونهای به هم پیوند میخورند (درهمتنیده میشوند) که تغییر دادن یکی بدون توجه به اینکه چقدر از هم دور هستند به شکل گریزناپذیری روی دیگری تأثیر میگذارد، چیزی که اینشتین به آن "عمل شبح وار از راه دور" میگفت.
گردآوری سام آریامنش
⚛ @AndisheKonim