În 1803, Thomas Young a îndreptat un fascicul de lumină către un ecran opac cu două fante. În loc de cele așteptate două dungi de lumină pe ecranul de proiecție, a văzut mai multe dungi, ca și cum ar exista o interferență (suprapunere) a două valuri de lumină din fiecare fantă. De fapt, tocmai în acest moment s-a născut fizica cuantică, sau mai degrabă întrebările la temelia ei. În secolele 20 și 21, s-a demonstrat că nu numai lumina, ci orice particulă elementară și chiar unele molecule se comportă ca o undă, ca cuante, ca și cum ar trece prin ambele fante în același timp. Cu toate acestea, dacă un senzor este plasat lângă fante, care determină ce se întâmplă exact cu particulele în acest loc și prin ce fantă particulară trece, atunci doar două benzi apar pe ecranul de proiecție, ca și cum faptul observației (influență indirectă) ) distruge funcția de undă și obiectul se comportă ca materie. ( video)

Principiul incertitudinii Heisenberg este fundamentul fizicii cuantice!

Datorită descoperirii din 1927, mii de oameni de știință și studenți repetă același experiment simplu, trecând un fascicul laser printr-o fantă care se îngustează. În mod logic, urma vizibilă de la laser pe ecranul de proiecție devine din ce în ce mai îngustă după ce intervalul scade. Dar la un moment dat, când fanta devine suficient de îngustă, punctul de la laser începe brusc să devină din ce în ce mai larg, întinzându-se pe ecran și estompând până când fanta dispare. Aceasta este cea mai evidentă dovadă a chintesenței fizicii cuantice - principiul incertitudinii al lui Werner Heisenberg, un fizician teoretic remarcabil. Esența sa este că, cu cât determinăm mai precis una dintre caracteristicile pereche sistem cuantic, cu atât a doua caracteristică devine mai incertă. LA acest caz, cu cât determinăm mai precis coordonatele fotonilor laser prin îngustarea fantei, cu atât impulsul acestor fotoni devine mai incert. În macrocosmos, putem măsura la fel de bine fie locația exactă a unei săbii zburătoare, luând-o în mâinile noastre, fie direcția acesteia, dar nu în același timp, deoarece aceasta se contrazice și interferează unul cu celălalt. ( , video)

Supraconductivitatea cuantică și efectul Meissner

În 1933, Walter Meissner a descoperit un fenomen interesant în fizica cuantică: într-un supraconductor răcit la temperaturi minime, câmpul magnetic este forțat să iasă din limitele sale. Acest fenomen se numește efectul Meissner. Dacă un magnet obișnuit este plasat pe aluminiu (sau alt supraconductor) și apoi este răcit cu azot lichid, atunci magnetul va decola și va atârna în aer, deoarece își va „vedea” propriul câmp magnetic de aceeași polaritate deplasat. din aluminiul răcit, iar aceleași părți ale magneților resping . ( , video)

Superfluiditatea cuantică

În 1938, Pyotr Kapitsa a răcit heliul lichid la o temperatură apropiată de zero și a constatat că substanța și-a pierdut vâscozitatea. Acest fenomen din fizica cuantică se numește superfluiditate. Dacă heliul lichid răcit este turnat pe fundul unui pahar, acesta va curge în continuare de-a lungul pereților. De fapt, atâta timp cât heliul este suficient de răcit, nu există limite pentru a se vărsa, indiferent de forma și dimensiunea recipientului. La sfârșitul secolului XX și începutul secolului XXI, suprafluiditatea în anumite condiții a fost descoperită și în hidrogen și diferite gaze. ( , video)

tunelul cuantic

În 1960, Ivor Giever a efectuat experimente electrice cu supraconductori separați printr-o peliculă microscopică de oxid de aluminiu neconductor. S-a dovedit că, contrar fizicii și logicii, unii dintre electroni trec încă prin izolație. Acest lucru a confirmat teoria posibilității unui efect de tunel cuantic. Se aplică nu numai electricității, ci și oricăror particule elementare, ele sunt, de asemenea, unde conform fizicii cuantice. Ele pot trece prin obstacole dacă lățimea acestor obstacole este mai mică decât lungimea de undă a particulei. Cu cât obstacolul este mai îngust, cu atât particulele trec mai des prin el. ( , video)

Încurcarea cuantică și teleportarea

În 1982, fizicianul Alain Aspe, viitor laureat Premiul Nobel, a trimis doi fotoni creați simultan către senzori multidirecționali pentru determinarea spinului (polarizarea). S-a dovedit că măsurarea spin-ului unui foton afectează instantaneu poziția spin-ului celui de-al doilea foton, care devine opus. Acest lucru a dovedit posibilitatea încurcării cuantice particule elementareși teleportarea cuantică. În 2008, oamenii de știință au reușit să măsoare starea fotonilor încâlciți cuantici la o distanță de 144 de kilometri, iar interacțiunea dintre ei s-a dovedit totuși a fi instantanee, de parcă ar fi fost într-un singur loc sau nu ar exista spațiu. Se crede că, dacă astfel de fotoni încâlciți cuantici ajung în părți opuse ale universului, atunci interacțiunea dintre ei va fi în continuare instantanee, deși lumina depășește aceeași distanță în zeci de miliarde de ani. În mod curios, potrivit lui Einstein, nu există timp nici pentru fotonii care zboară cu viteza luminii. Este o coincidență? Fizicienii viitorului nu cred așa! ( , video)

Efectul Zeno cuantic și timpul de oprire

În 1989, un grup de oameni de știință condus de David Wineland a observat rata de tranziție a ionilor de beriliu între nivelurile atomice. S-a dovedit că simplul fapt de a măsura starea ionilor a încetinit tranziția acestora între stări. La începutul secolului al XXI-lea, într-un experiment similar cu atomi de rubidiu, s-a obținut o încetinire de 30 de ori. Toate acestea sunt o confirmare a efectului cuantic Zeno. Înțelesul său este că însuși faptul de a măsura starea unei particule instabile în fizica cuantică încetinește rata dezintegrarii acesteia și, teoretic, o poate opri complet. ( , video engleza)

Radieră cuantică cu alegere întârziată

În 1999, un grup de oameni de știință condus de Marlan Scali a trimis fotoni prin două fante, în spatele cărora stătea o prismă care a transformat fiecare foton emergent într-o pereche de fotoni cuantici încâlciți și i-a separat în două direcții. Primul a trimis fotoni la detectorul principal. A doua direcție a trimis fotoni către un sistem de 50% reflectoare și detectoare. S-a dovedit că, dacă un foton din a doua direcție a ajuns la detectoarele care au determinat fanta din care a zburat, atunci detectorul principal și-a înregistrat fotonul pereche ca o particule. Dacă un foton din a doua direcție a ajuns la detectoarele care nu au determinat slotul din care a zburat, atunci detectorul principal și-a înregistrat fotonul pereche ca undă. Nu numai că măsurarea unui singur foton s-a reflectat pe perechea sa cuantică, dar acest lucru s-a întâmplat și în afara distanței și a timpului, deoarece sistemul secundar de detectoare a înregistrat fotoni mai târziu decât cel principal, ca și cum viitorul ar fi determinat trecutul. Se crede că acesta este cel mai incredibil experiment nu numai din istoria fizicii cuantice, ci și din istoria tuturor științei, deoarece subminează multe dintre fundamentele obișnuite ale viziunii asupra lumii. ( , video în engleză)

Suprapunerea cuantică și pisica lui Schrödinger

În 2010, Aaron O'Connell a plasat o mică placă de metal într-o cameră de vid opac, pe care a răcit-o aproape. zero absolut. Apoi a aplicat un impuls plăcii pentru a o face să vibreze. Cu toate acestea, senzorul de poziție a arătat că placa vibra și era în repaus în același timp, ceea ce era exact în conformitate cu fizica cuantică teoretică. Aceasta a fost prima dată când se demonstrează principiul suprapunerii pe macroobiecte. În condiții izolate, când nu există interacțiune a sistemelor cuantice, un obiect poate fi simultan într-un număr nelimitat de poziții posibile, ca și cum nu mai ar fi material. ( , video)

Pisica cuantică Cheshire și fizica

În 2014, Tobias Denkmayr și colegii săi au împărțit fluxul de neutroni în două fascicule și au făcut o serie de măsurători complexe. S-a dovedit că, în anumite circumstanțe, neutronii pot fi în același fascicul și lor moment magneticîntr-un alt pachet. Astfel, a fost confirmat paradoxul cuantic al zâmbetului pisicii Cheshire, când particulele și proprietățile lor pot fi localizate, după percepția noastră, în diferite părți ale spațiului, ca un zâmbet în afară de o pisică din basmul „Alice în Țara Minunilor”. Încă o dată, fizica cuantică s-a dovedit a fi mai misterioasă și mai surprinzătoare decât orice basm! ( , video engleza.)

Multumesc pentru lectura! Acum ai devenit puțin mai deștept și lumea noastră s-a luminat puțin din cauza asta. Distribuie linkul către acest articol prietenilor tăi și lumea va deveni și mai bună!

Prin definiție, fizica cuantică este o ramură a fizicii teoretice care studiază sistemele mecanice cuantice și cu câmpuri cuantice și legile mișcării lor. Legile de bază ale fizicii cuantice sunt studiate în cadrul mecanicii cuantice și teoria cuantica domenii și sunt utilizate în alte ramuri ale fizicii. Fizica cuantică și principalele sale teorii - mecanica cuantică, teoria câmpului cuantic - au fost create în prima jumătate a secolului al XX-lea de mulți oameni de știință, printre care Max Planck, Albert Einstein, Arthur Compton, Louis de Broglie, Niels Bohr, Erwin Schrödinger, Paul Dirac. , Wolfgang Pauli .Fizica cuantică îmbină mai multe ramuri ale fizicii, în care fenomenele de mecanică cuantică și teoria cuantică a câmpului joacă un rol fundamental, manifestându-se la nivelul microcosmosului, dar având (important) consecințe și la nivelul macrocosmosului.

Acestea includ:

mecanica cuantică;

teoria cuantică a câmpului - și aplicațiile sale: fizica nucleară, fizica particulelor elementare, fizica energiei înalte;

fizica statistica cuantica;

teoria cuantică a materiei condensate;

teoria cuantică a unui corp solid;

optica cuantică.

Însuși termenul Quantum (din latină quantum - „cât”) este o porțiune indivizibilă a oricărei mărimi din fizică. Conceptul se bazează pe ideea mecanicii cuantice pe care unii mărimi fizice poate lua doar anumite valori (se spune că mărimea fizică este cuantificată). În unele cazuri speciale importante, această valoare sau pasul modificării sale pot fi doar multipli întregi ai unei valori fundamentale - iar aceasta din urmă se numește cuantum.

Quantele unor câmpuri au denumiri speciale:

foton - câmp electromagnetic cuantic;

gluon - un cuantum al unui câmp vectorial (gluon) în cromodinamica cuantică (oferă o interacțiune puternică);

graviton - un cuantum ipotetic al câmpului gravitațional;

phonon - cuantic mișcare oscilatorie atomi de cristal.

În general, cuantizarea este o procedură pentru a construi ceva folosind un set discret de mărimi, de exemplu, numere întregi,

spre deosebire de construirea folosind un set continuu de mărimi, cum ar fi numerele reale.

In fizica:

Cuantizare - construirea unei versiuni cuantice a unei teorii (clasice) sau a unui model fizic non-cuantic

conform faptelor fizicii cuantice.

Cuantizare Feynman - cuantizare în termeni de integrale funcționale.

A doua cuantificare este o metodă de descriere a sistemelor mecanice cuantice cu mai multe particule.

Cuantizarea Dirac

Cuantificare geometrică

În informatică și electronică:

Cuantizarea este împărțirea unui interval de valori ale unei anumite cantități într-un număr finit de intervale.

Zgomot de cuantizare - erori care apar la digitizarea unui semnal analogic.

În muzică:

Cuantificarea notei - mutarea notelor la cele mai apropiate bătăi din secvențier.

Trebuie remarcat faptul că, în ciuda unor anumite succese în descrierea naturii multor fenomene și procese care au loc în lumea din jurul nostru, astăzi fizica cuantică, împreună cu întregul complex al subdisciplinelor sale, nu este un concept integral integral și, deși s-a înțeles inițial că a fost în cadrul fizicii cuantice, se va construi o singură disciplină integrală, consistentă și explicativă a tuturor fenomenelor cunoscute, astăzi nu este așa, de exemplu, fizica cuantică nu este capabilă să explice principiile și să prezinte o model de lucru al gravitației, deși nimeni nu se îndoiește de faptul că gravitația este una dintre legile fundamentale de bază ale universului, iar imposibilitatea de a o explica din punctul de vedere al abordărilor cuantice spune doar că acestea sunt imperfecte și nu sunt un model complet și final. adevărul în ultimă instanţă.

Mai mult, în cadrul fizicii cuantice în sine există curente și direcții diferite, reprezentanții fiecăruia dintre care oferă propriile explicații pentru experimente fenomenologice care nu au o interpretare clară. În cadrul fizicii cuantice în sine, oamenii de știință care o reprezintă nu au o opinie comună și o înțelegere comună, de multe ori interpretările și explicațiile lor asupra acelorași fenomene sunt chiar opuse unele față de altele. Și cititorul ar trebui să înțeleagă că fizica cuantică în sine este doar un concept intermediar, un set de metode, abordări și algoritmi care o alcătuiesc și se poate dovedi că după un timp se va dezvolta un concept mult mai complet, perfect și mai consistent. , cu alte abordări și alte metode.Cu toate acestea, cititorul va fi cu siguranță interesat de principalele fenomene care fac obiectul studiului fizicii cuantice și care, atunci când modelele care le explică sunt combinate într-un singur sistem, pot deveni foarte bine baza pentru o paradigmă științifică complet nouă. Deci, iată evenimentele:

1. Dualismul corpuscular-undă.

Inițial, sa presupus că dualitatea undă-particulă este caracteristică numai pentru fotonii luminii, care în unele cazuri

se comportă ca un flux de particule, iar în altele ca valurile. Dar multe experimente de fizică cuantică au arătat că acest comportament este caracteristic nu numai pentru fotoni, ci și pentru orice particule, inclusiv pentru cele care alcătuiesc materia densă fizic. Una dintre cele mai experimente celebreîn această zonă este un experiment cu două fante, când un flux de electroni a fost direcționat pe o placă, în care erau două fante înguste paralele, în spatele plăcii era un ecran impermeabil la electroni pe care era posibil să se vadă exact ce modele apar pe ea de la electroni. Și, în unele cazuri, această imagine a constat din două benzi paralele, la fel ca două fante de pe placa din fața ecranului, care au caracterizat comportamentul fasciculului de electroni, un fel ca un flux de bile mici, dar în alte cazuri, pe ecran s-a format un model care este caracteristic interferenței undelor (multe dungi paralele, cu cele mai groase în centru și mai subțiri la margini). Când am încercat să investighem procesul mai detaliat, sa dovedit că un electron poate trece fie printr-o singură fante, fie prin două fante în același timp, ceea ce este complet imposibil dacă electronul ar fi doar o particulă solidă. De fapt, în prezent există deja un punct de vedere, deși nu este dovedit, dar aparent foarte apropiat de adevăr și de o importanță extraordinară din punctul de vedere al viziunii asupra lumii, că electronul nu este de fapt nici o undă, nici o particulă. , dar este împletire de energii primare, sau de materii, răsucite împreună și care circulă pe o anumită orbită și, în unele cazuri, demonstrează proprietățile unei unde. iar în unele, proprietățile particulei.

Mulți oameni obișnuiți înțeleg foarte prost, dar care este norul de electroni care înconjoară atomul, care a fost descris în

școală, ei bine, ce este, un nor de electroni, adică că sunt mulți, acești electroni, nu, nu așa, norul este același electron,

doar că este oarecum mânjit pe orbită, ca o picătură, iar când încerci să-i determinați locația exactă, trebuie să utilizați întotdeauna

abordări probabilistice, deoarece, deși au fost efectuate un număr mare de experimente, nu a fost niciodată posibil să se stabilească exact unde se află electronul pe orbită la un moment dat în timp, acesta poate fi determinat doar cu o anumită probabilitate. Și toate acestea din același motiv pentru care electronul nu este o particulă solidă, iar înfățișarea lui, ca în manualele școlare, ca o minge solidă care se învârte pe orbită, este fundamental greșită și formează la copii o idee eronată a \u200b\ u200bcum se întâmplă de fapt lucrurile în natură.procesele la nivel micro, peste tot în jurul nostru, inclusiv în noi înșine.

2. Relația dintre observat și observator, influența observatorului asupra observatului.

În aceleași experimente cu o placă cu două fante și un ecran și în altele similare, s-a constatat în mod neașteptat că comportamentul electronilor ca undă și ca particulă era într-o dependență complet măsurabilă de prezenta unui om de știință-observator direct. în experiment sau nu, și dacă a fost prezent, ce așteptări avea de la rezultatele experimentului!

Când omul de știință observator se aștepta ca electronii să se comporte ca niște particule, ei s-au comportat ca niște particule, dar când omul de știință care se aștepta să se comporte ca niște unde i-a luat locul, electronii s-au comportat ca un flux de unde! Așteptarea observatorului afectează direct rezultatul experimentului, deși nu în toate cazurile, ci într-un procent complet măsurabil al experimentelor! Este important, foarte important să înțelegem că experimentul observat și observatorul însuși nu sunt ceva separat unul de celălalt, ci fac parte dintr-un singur sistem, indiferent de pereții care stau între ei. Este extrem de important să ne dăm seama că întregul proces al vieții noastre este o observație continuă și neîncetată,

pentru alți oameni, fenomene și obiecte și pentru sine. Și deși așteptarea observabilului nu determină întotdeauna cu exactitate rezultatul acțiunii,

pe lângă aceasta, există mulți alți factori, totuși, influența acestui lucru este foarte vizibilă.

Să ne amintim de câte ori în viața noastră au existat situații când o persoană face o muncă, alta vine la el și începe să-l observe cu atenție, iar în acel moment această persoană fie greșește, fie face vreo acțiune involuntară. Și mulți sunt familiarizați cu acest sentiment evaziv, atunci când faci o acțiune, ei încep să te observe cu atenție și, ca urmare, nu mai poți face această acțiune, deși ai făcut-o cu destul de mult succes înainte de apariția observatorului.

Și acum să ne amintim că cei mai mulți oameni sunt crescuți și crescuți, atât în ​​școli, cât și în institute, că totul în jur și materia densă fizic și toate obiectele, și noi înșine, sunt formate din atomi, iar atomii constau din nuclee și se rotesc în jurul lor. electronii, iar nucleele sunt protoni și neutroni și toate acestea sunt bile atât de dure care sunt interconectate tipuri diferite legături chimiceși tipurile acestor legături sunt cele care determină natura și proprietățile substanței. Și despre comportamentul posibil al particulelor din punctul de vedere al undelor și, prin urmare, toate obiectele din care sunt compuse aceste particule și noi înșine,

nimeni nu vorbeste! Majoritatea nu știu asta, nu cred în el și nu îl folosesc! Adică, se așteaptă la comportamentul obiectelor din jur exact ca un set de particule solide. Ei bine, ele se comportă și se comportă ca un set de particule în diferite combinații. Aproape nimeni nu se așteaptă la comportamentul unui obiect din materie densă fizic, ca un flux de valuri, pare imposibil de bun simț, deși nu există obstacole fundamentale în acest sens, și totul din cauza modelelor incorecte și eronate și a înțelegerii lumii înconjurătoare. sunt puse în oameni din copilărie, ca urmare, atunci când o persoană crește, nu folosește aceste oportunități, nici măcar nu știe că există. Cum poți folosi ceea ce nu știi. Și deoarece există miliarde de astfel de oameni necredincioși și necunoscători pe planetă, este foarte posibil ca totalitatea constiinta publica toți oamenii pământului, ca un fel de medie pentru spital, definesc ca dispozitivul implicit al lumii din jur ca un set de particule, blocuri de construcție și nimic mai mult (la urma urmei, conform unuia dintre modele, toate umanitatea este o colecție imensă de observatori).

3. Nonlocalitatea cuantică și întanglementarea cuantică.

Unul dintre piatra de temelie și conceptele definitorii ale fizicii cuantice este nonlocalitatea cuantică și entanglementul cuantic direct legate de aceasta, sau întanglementul cuantic, care este practic același lucru. Exemple izbitoare de întanglement cuantic sunt, de exemplu, experimentele realizate de Alain Aspect, în care s-a realizat polarizarea fotonilor emiși de aceeași sursă și primiți de doi receptori diferiți. Și s-a dovedit că dacă schimbi polarizarea (orientarea în rotație) a unui foton, polarizarea celui de-al doilea foton se schimbă în același timp și invers, iar această schimbare a polarizării are loc instantaneu, indiferent de distanța la care acești fotoni sunt unul de altul. Se pare că doi fotoni emiși de o sursă sunt interconectați, deși nu există o legătură spațială evidentă între ei, iar o modificare a parametrilor unui foton duce instantaneu la o modificare a parametrilor altui foton. Este important de înțeles că fenomenul de entanglement cuantic, sau întanglement, este valabil nu numai pentru nivel micro, ci și pentru nivel macro.

Unul dintre primele experimente demonstrative în acest domeniu a fost experimentul fizicienilor ruși (pe atunci încă sovietici) de torsiune.

Schema experimentului a fost următoarea: au luat o bucată din cel mai obișnuit cărbune brun extras în mine pentru ardere în cazane și au tăiat-o în 2 părți. Deoarece omenirea este familiarizată cu cărbunele de foarte mult timp, acesta este un obiect foarte bine studiat, atât în ​​ceea ce privește proprietățile sale fizice și chimice, legăturile moleculare, căldura eliberată în timpul arderii pe unitate de volum și așa mai departe. Deci, o bucată din acest cărbune a rămas în laboratorul din Kiev, a doua bucată de cărbune a fost dusă la laboratorul din Cracovia. Fiecare dintre aceste bucăți, la rândul său, a fost tăiată în 2 părți identice, rezultatul a fost - 2 bucăți identice din același cărbune au fost la Kiev și 2 bucăți identice au fost la Cracovia. Apoi au luat câte o bucată la Kiev și Cracovia și le-au ars simultan pe amândouă și au măsurat cantitatea de căldură eliberată în timpul arderii. S-a dovedit a fi cam la fel, așa cum era de așteptat. Apoi, o bucată de cărbune din Kiev a fost iradiată cu un generator de torsiune (cel din Cracovia nu a fost iradiat cu nimic) și din nou ambele piese au fost arse. Și de data aceasta ambele piese au dat un efect de aproximativ 15% mai multă căldură la ardere decât la arderea primelor două bucăți. Creșterea degajării de căldură în timpul arderii cărbunelui la Kiev a fost de înțeles, deoarece a fost afectată de radiații, ca urmare, structura sa fizică s-a schimbat, ceea ce a determinat o creștere a eliberării de căldură în timpul arderii cu aproximativ 15%. Dar piesa aceea, care era la Cracovia, a crescut și eliberarea de căldură cu 15%, deși nu a fost iradiată cu nimic! Această bucată de cărbune și-a schimbat și ea proprietăți fizice, deși nu l-au iradiat, ci o altă bucată (cu care au fost cândva parte dintr-un întreg, ceea ce este un punct fundamental pentru înțelegerea esenței), iar distanța de 2000 km dintre aceste piese nu a fost deloc un obstacol, se schimbă. în structura ambelor bucăți de cărbune a apărut instantaneu, ceea ce a fost stabilit prin repetarea repetată a experimentului. Dar trebuie să înțelegem că acest proces nu este neapărat valabil doar pentru cărbune, poate fi folosit orice alt material, iar efectul, destul de așteptat, va fi exact același!

Adică, întanglementul cuantic și nonlocalitatea cuantică sunt valabile și în lumea macroscopică și nu numai în microcosmosul particulelor elementare - în general, acest lucru este destul de adevărat, deoarece toate obiectele macro constau din aceste particule foarte elementare!

Pentru dreptate, trebuie remarcat faptul că fizicienii de torsiune considerau multe fenomene cuantice ca fiind o manifestare a câmpurilor de torsiune, iar unii fizicieni cuantici, dimpotrivă, considerau câmpurile de torsiune un caz special de manifestare a efectelor cuantice. Ceea ce, în general, nu este surprinzător, pentru că amândoi studiază și explorează aceeași lume din jur, cu aceleași legi universale, atât la nivel micro, cât și la nivel macro,

și lăsați-i să folosească abordări diferite și terminologie diferită atunci când explică fenomene, esența este încă aceeași.

Dar este acest fenomen valabil doar pentru obiectele neînsuflețite, care este situația cu organismele vii, este posibil să se detecteze efecte similare acolo?

S-a dovedit că da, iar unul dintre cei care au dovedit asta a fost medicul american Cleve Baxter. Inițial, acest om de știință s-a specializat în testarea unui poligraf, adică a unui dispozitiv, un detector de minciuni, folosit pentru a interoga subiecții din laboratoarele CIA. Au fost efectuate o serie de experimente de succes pentru a înregistra și a stabili diferite stări emoționaleîn funcție de citirile poligrafului și dezvoltate metode eficiente, și astăzi folosit pentru interogatoriu printr-un detector de minciuni. În timp, interesele medicului s-au extins, iar el a început experimente cu plante și animale. Printre o serie de rezultate foarte interesante, ar trebui evidențiat unul, care este direct legat de întricarea cuantică și nonlocalitatea cuantică, și anume următoarele - celulele vii au fost luate de la participantul la experiment din gură și plasate într-o eprubetă (este se ştie că celulele prelevate pentru probă

oamenii mai trăiesc câteva ore), această eprubetă a fost conectată la un poligraf. Apoi, persoana de la care a fost prelevată această probă a călătorit câteva zeci sau chiar sute de kilometri și a trăit acolo diverse situații stresante. De-a lungul anilor de cercetare, Cleve Baxter a studiat bine căreia dintre citirile poligrafului le corespundeau anumite conditii stresante persoană. S-a ținut un protocol strict, în care s-a consemnat clar timpul de intrare în situații stresante și s-a ținut și un protocol pentru înregistrarea citirilor unui poligraf conectat la o eprubetă cu celule încă vii.sincronicitate între intrarea unei persoane în situație stresantăși o reacție aproape simultană a celulelor sub formă de grafice poligraf corespunzătoare! Adică, deși celulele luate de la o persoană pentru testare și persoana însăși au fost separate în spațiu, a existat totuși o legătură între ele și o schimbare a nivelului emoțional și emoțional. stare mentala uman reflectată aproape imediat în reacția celulelor in vitro.

Rezultatul s-a repetat de multe ori, au existat încercări de a instala ecrane de plumb pentru a izola eprubeta cu un poligraf, dar acest lucru nu a ajutat,

totuși, chiar și în spatele ecranului principal era o înregistrare aproape sincronă a schimbărilor de stări.

Adică, întanglementul cuantic și nonlocalitatea cuantică sunt adevărate atât pentru natura neînsuflețită, cât și pentru cea vie, în plus, este complet naturală. un fenomen natural se întâmplă peste tot în jurul nostru! Cred că mulți cititori sunt interesați, și chiar mai mult decât atât, dar este posibil să călătorești nu numai în spațiu, ci și în timp, poate că există unele experimente care confirmă acest lucru și, probabil, întanglementul cuantic și nonlocalitatea cuantică pot ajuta aici? S-a dovedit că astfel de experimente există! Una dintre ele a fost realizată de celebrul astrofizician sovietic Nikolai Aleksandrovich Kozyrev și a constat în următoarele. Toată lumea știe că poziția stelei pe care o vedem pe cer nu este adevărată, pentru că pentru acele mii de ani în care lumina zboară de la stea la noi, ea însăși s-a mutat deja în acest timp, la o distanță complet măsurabilă. Cunoscând traiectoria estimată a stelei, putem presupune unde ar trebui să fie acum și, în plus, putem calcula unde ar trebui să fie în viitor la data viitoare (într-o perioadă de timp, egal cu asta timpul necesar luminii pentru a călători de la noi la această stea), dacă aproximăm traiectoria mișcării sale.Și cu ajutorul unui telescop de design special (telescop reflex), s-a confirmat că nu numai că există un tip de semnale,

se propagă prin univers aproape instantaneu, indiferent de distanța de mii de ani lumină (de fapt, „undă” în spațiu, ca un electron pe orbită), dar este și posibil să înregistrezi un semnal din poziția viitoare a stelei, adică poziția în care nu se află încă, Ea nu va fi acolo prea curând! Și este în acest punct calculat al traiectoriei. Aici apare inevitabil presupunerea că, asemenea unui electron „untat” de-a lungul orbitei, și fiind în esență un obiect cuantic-non-local, o stea care se rotește în jurul centrului galaxiei, ca un electron în jurul nucleului unui atom, are de asemenea unele proprietăți similare. Și, de asemenea, acest experiment demonstrează posibilitatea de a transmite semnale nu numai în spațiu, ci și în timp. Acest experiment este destul de activ discreditat în mass-media,

cu atribuirea de proprietăți mitice și mistice, dar trebuie menționat că a fost repetat și după moartea lui Kozyrev la două baze diferite de laborator, de două grupuri independente de oameni de știință, unul la Novosibirsk (condus de academicianul Lavrentiev) și al doilea în Ucraina, de către grupul de cercetare Kukoch , de altfel, pe diferite stele, și peste tot s-au obținut aceleași rezultate, confirmând cercetările lui Kozyrev! Pentru dreptate, este de remarcat faptul că atât în ​​inginerie electrică, cât și în inginerie radio există cazuri când, în anumite condiții, semnalul este primit de receptor cu câteva momente înainte de a fi emis de sursă. Acest lucru, de regulă, a fost ignorată și luată ca o greșeală și, din păcate, adesea, se pare că oamenii de știință pur și simplu nu au avut curajul să numească negru alb-negru alb, doar pentru că se presupune că este imposibil și nu poate fi.

Au existat și alte experimente similare care ar confirma această concluzie? Se pare că erau doctor în științe medicale, academicianul Vlail Petrovici Kaznacheev. Operatorii au fost instruiți, dintre care unul era situat în Novosibirsk, iar al doilea - în nord, pe Dikson. A fost dezvoltat un sistem de simboluri, bine învățate și asimilate de ambii operatori. La ora specificată, cu ajutorul oglinzilor lui Kozyrev, un semnal a fost transmis de la un operator la altul, iar partea care primește nu știa dinainte care dintre personaje va fi trimis. S-a păstrat un protocol strict, care a înregistrat timpul de trimitere și primire a caracterelor. Iar după verificarea protocoalelor, s-a dovedit că unele caractere au fost primite aproape concomitent cu trimiterea, unele au fost primite cu întârziere, ceea ce pare a fi posibil și destul de firesc, dar unele caractere au fost acceptate de operator ÎNAINTE de a fi trimise! Adică, de fapt, au fost trimiși din viitor în trecut. Aceste experimente încă nu au un strict oficial explicatie stiintifica, dar evident că sunt de aceeași natură. Pe baza acestora, se poate presupune cu un grad suficient de acuratețe că încâlcirea cuantică și nonlocalitatea cuantică nu sunt doar posibile, ci există și nu numai în spațiu, ci și în timp!

WikiHow este un wiki, ceea ce înseamnă că multe dintre articolele noastre sunt scrise de mai mulți autori. La crearea acestui articol, 11 persoane au lucrat la editarea și îmbunătățirea acestuia, inclusiv în mod anonim.

Fizica cuantică (aka teoria cuantică sau mecanica cuantică) este o ramură separată a fizicii care se ocupă cu descrierea comportamentului și interacțiunii materiei și energiei la nivelul particulelor elementare, fotonilor și unor materiale la temperaturi foarte scăzute. Un câmp cuantic este definit ca „acțiunea” (sau, în unele cazuri, momentul unghiular) a unei particule care se află în intervalul unui constantă fizică, care se numește constanta lui Planck.

Pași

constanta lui Planck

Începeți prin a învăța conceptul fizic al constantei lui Planck.În mecanica cuantică, constanta lui Planck este cuantumul acțiunii, notat ca h. În mod similar, pentru particulele elementare care interacționează, cuantică impuls unghiular este constanta lui Planck redusă (constanta lui Planck împărțită la 2 π) notată ca ħ și se numește „h cu liniuță”. Valoarea constantei lui Planck este extrem de mică, ea combină acele momente de impuls și denumiri de acțiuni care au un concept matematic mai general. Nume mecanica cuantică implică faptul că unele mărimi fizice, cum ar fi momentul unghiular, se pot schimba doar discret, nu continuu ( cm. mod analog).

• De exemplu, momentul unghiular al unui electron legat de un atom sau moleculă este cuantificat și poate lua doar valori care sunt multipli ai constantei Planck reduse. Această cuantizare mărește orbitalul electronului cu o serie de număr cuantic primar întreg. În schimb, momentul unghiular al electronilor nelegați din apropiere nu este cuantificat. Constanta lui Planck este, de asemenea, folosită în teoria cuantică a luminii, unde cuantumul luminii este un foton, iar materia interacționează cu energia prin transferul de electroni între atomi sau „salt cuantic” al unui electron legat.
• Unitățile constantei lui Planck pot fi, de asemenea, considerate ca momentul de timp al energiei. De exemplu, în domeniul fizicii particulelor, particulele virtuale sunt reprezentate ca o masă de particule care ies spontan din vid pe o zonă foarte mică și joacă un rol în interacțiunea lor. Limita de viață a acestor particule virtuale este energia (masa) fiecărei particule. Mecanica cuantică are un domeniu vast, dar constanta lui Planck este prezentă în fiecare parte matematică a acesteia.

1. Aflați despre particulele grele. Particulele grele trec de la tranziția energetică clasică la cea cuantică. Chiar dacă un electron liber, care are unele proprietăți cuantice (cum ar fi rotația), ca electron nelegat, se apropie de un atom și încetinește (poate datorită emisiei sale de fotoni), acesta trece de la comportamentul clasic la cel cuantic pe măsură ce energia sa scade sub energie de ionizare. Un electron se leagă de un atom și momentul său unghiular în raport cu nucleul atomic este limitat de valoarea cuantică a orbitalului pe care îl poate ocupa. Această tranziție este bruscă. Poate fi comparat cu un sistem mecanic care își schimbă starea de la instabil la stabil, sau comportamentul său se schimbă de la simplu la haotic, sau chiar poate fi comparat cu o navă-rachetă care încetinește și coboară sub viteza de decolare și orbitează în jurul unora. stea sau alt obiect ceresc. Spre deosebire de ei, fotonii (care sunt lipsiți de greutate) nu fac o astfel de tranziție: pur și simplu traversează spațiul neschimbat până când interacționează cu alte particule și dispar. Dacă priviți în sus spre cerul nopții, fotonii de la unele stele călătoresc ani lumină neschimbați, apoi interacționează cu un electron din molecula retinei, își emit energia și apoi dispar.

Fizica clasică, care a existat înainte de inventarea mecanicii cuantice, descrie natura la o scară obișnuită (macroscopică). Majoritatea teoriilor din fizica clasică pot fi deduse ca aproximări care operează la scalele cu care suntem obișnuiți. Fizica cuantică (este și mecanică cuantică) diferă de știința clasică prin aceea că energia, momentul, momentul unghiular și alte cantități ale unui sistem cuplat sunt limitate la valori discrete (cuantizare). Obiectele au caracteristici speciale atât sub formă de particule, cât și sub formă de unde (dualitatea particulelor de undă). Tot în această știință există limite ale preciziei cu care se pot măsura mărimile (principiul incertitudinii).

Se poate spune că după apariția fizicii cuantice a avut loc un fel de revoluție în științele exacte, care a făcut posibilă reconsiderarea și analiza tuturor legilor vechi care erau considerate anterior adevăruri incontestabile. Este bine sau rău? Poate că este bine, pentru că adevărata știință nu ar trebui să stea niciodată pe loc.

Cu toate acestea, „revoluția cuantică” a fost un fel de lovitură pentru fizicienii de la vechea școală, care au trebuit să se împace cu faptul că ceea ce au crezut înainte s-a dovedit a fi doar un set de teorii eronate și arhaice care aveau nevoie de o revizuire urgentă. si adaptare la noua realitate. Majoritatea fizicienilor au acceptat cu entuziasm aceste noi idei despre o știință binecunoscută, contribuind la studiul, dezvoltarea și implementarea acesteia. Astăzi, fizica cuantică stabilește dinamica întregii științe în ansamblu. Proiecte experimentale avansate (cum ar fi Large Hadron Collider) au apărut tocmai datorită ei.

Deschidere

Ce se poate spune despre bazele fizicii cuantice? A luat naștere treptat din diverse teorii menite să explice fenomene care nu puteau fi reconciliate cu fizica clasică, cum ar fi soluția lui Max Planck din 1900 și abordarea lui a problemei radiațiilor de la multe. probleme științifice, precum și corespondența dintre energie și frecvență într-o lucrare din 1905 a lui Albert Einstein care explica efectele fotoelectrice. Teoria timpurie a fizicii cuantice a fost revizuită temeinic la mijlocul anilor 1920 de Werner Heisenberg, Max Born și alții. Teoria modernă formulate în diverse concepte matematice special dezvoltate. Într-una dintre ele, funcția aritmetică (sau funcția de undă) ne oferă informații cuprinzătoare despre amplitudinea probabilității locației impulsului.

Cercetare științifică Esența ondulatorie a luminii a început cu mai bine de 200 de ani în urmă, când marii și recunoscuți oameni de știință din acea vreme au propus, dezvoltat și dovedit teoria luminii pe baza propriilor observații experimentale. L-au numit val.

În 1803, celebrul om de știință englez Thomas Young a efectuat faimosul său experiment dublu, în urma căruia a scris celebra lucrare „Despre natura luminii și culorii”, care a jucat un rol enorm în modelarea ideilor moderne despre aceste fenomene cunoscute nouă. toate. Acest experiment a jucat un rol major în acceptarea generală a acestei teorii.

Astfel de experimente sunt adesea descrise în diferite cărți, de exemplu, „Fundamentals of Quantum Physics for Dummies”. Experimentele moderne cu accelerarea particulelor elementare, de exemplu, căutarea bosonului Higgs în Large Hadron Collider (LHC, pe scurt) este efectuată tocmai pentru a găsi confirmarea practică a multor teorii cuantice pur teoretice.

Poveste

În 1838, Michael Faraday, spre bucuria lumii întregi, a descoperit razele catodice. Aceste studii senzaționale au fost urmate de afirmația despre problema radiațiilor, așa-numitul „corp negru” (1859), făcută de Gustav Kirchhoff, precum și de celebra presupunere a lui Ludwig Boltzmann că stările energetice ale oricărui sistem fizic pot, de asemenea, fie discret (1877). ). Mai târziu, a apărut ipoteza cuantică elaborată de Max Planck (1900). Este considerat unul dintre fundamentele fizicii cuantice. Afirmația îndrăzneață conform căreia energia poate fi atât emisă, cât și absorbită în „cuante” (sau pachete de energie) discrete este exact în conformitate cu modelele observabile ale radiației corpului negru.

O mare contribuție la fizica cuantică a fost făcută de celebrul Albert Einstein. Impresionat de teoriile cuantice, și-a dezvoltat propriile sale teorii. teorie generală relativitatea – așa se numește. Descoperirile din fizica cuantică au influențat și ele dezvoltarea teorie specială relativitatea. Mulți oameni de știință din prima jumătate a secolului trecut au început să studieze această știință la sugestia lui Einstein. Ea era în prim-plan în acel moment, toată lumea o plăcea, toată lumea era interesată de ea. Nu e de mirare, pentru că a închis atât de multe „găuri” în știința fizică clasică (cu toate acestea, a creat și altele noi), a oferit o justificare științifică pentru călătoria în timp, telekinezie, telepatie și lumi paralele.

Rolul observatorului

Orice eveniment sau stare depinde direct de observator. De obicei, așa sunt explicate pe scurt elementele de bază ale fizicii cuantice oamenilor care sunt departe de științele exacte. Totuși, în realitate, totul este mult mai complicat.

Acest lucru este în perfect acord cu multe tradiții oculte și religioase care au insistat de secole asupra capacității oamenilor de a influența evenimentele din jur. Într-un fel, aceasta este și baza unei explicații științifice a percepției extrasenzoriale, deoarece acum afirmația că o persoană (observator) este capabilă să influențeze evenimentele fizice cu puterea gândirii nu pare absurdă.

Fiecare stare proprie a unui eveniment sau obiect observabil corespunde unui vector propriu al observatorului. Dacă spectrul operatorului (observatorului) este discret, obiectul observat poate ajunge doar discret valori proprii. Adică, obiectul observației, precum și caracteristicile sale, sunt complet determinate chiar de acest operator.

Spre deosebire de mecanica clasică convențională (sau fizica), nu se poate face predicții simultane ale variabilelor conjugate, cum ar fi poziția și impulsul. De exemplu, electronii pot fi localizați (cu o anumită probabilitate) aproximativ într-o anumită regiune a spațiului, dar poziția lor matematică exactă este de fapt necunoscută.

Contururile cu densitate constantă de probabilitate, adesea denumite „nori”, pot fi desenate în jurul nucleului unui atom pentru a conceptualiza unde este cel mai probabil să fie localizat un electron. Principiul incertitudinii Heisenberg demonstrează incapacitatea de a localiza cu precizie o particulă având în vedere impulsul său conjugat. Unele modele din această teorie au un caracter computațional pur abstract și nu implică valoare aplicată. Cu toate acestea, ele sunt adesea folosite pentru a calcula interacțiuni complexe la nivel și alte chestiuni subtile. În plus, această ramură a fizicii le-a permis oamenilor de știință să-și asume posibilitatea existenței reale a multor lumi. Poate că le vom putea vedea în curând.

funcții de undă

Legile fizicii cuantice sunt foarte voluminoase și variate. Ele se intersectează cu ideea de funcții de undă. Unele speciale creează o extindere a probabilităților care este în mod inerent constantă sau independentă de timp, de exemplu, atunci când într-o stare de energie staționară, timpul pare să dispară în raport cu funcția de undă. Acesta este unul dintre efectele fizicii cuantice, care este fundamental pentru aceasta. Faptul curios este că fenomenul timpului a fost revizuit radical în această știință neobișnuită.

Teoria perturbației

Cu toate acestea, există mai multe modalități fiabile de a dezvolta soluțiile necesare pentru a lucra cu formule și teorii în fizica cuantică. O astfel de metodă, cunoscută în mod obișnuit ca „teoria perturbației”, folosește rezultat analitic pentru un model mecanic cuantic elementar. A fost creat pentru a aduce rezultate din experimente pentru a dezvolta un model și mai complex, care este legat de un model mai simplu. Aici este recursiunea.

Această abordare este deosebit de importantă în teoria haosului cuantic, care este extrem de populară pentru interpretarea diferitelor evenimente din realitatea microscopică.

Reguli și legi

Regulile mecanicii cuantice sunt fundamentale. Ei susțin că spațiul de implementare al unui sistem este absolut fundamental (are un produs punctual). O altă afirmație este că efectele observate de acest sistem sunt în același timp operatori particulari care afectează vectorii chiar în acest mediu. Cu toate acestea, ele nu ne spun ce spațiu Hilbert sau care operatori există în acest moment. Ele pot fi alese corespunzător pentru a obține o descriere cantitativă a unui sistem cuantic.

Semnificație și influență

De la apariția acestei științe neobișnuite, multe aspecte și rezultate anti-intuitive ale studiului mecanicii cuantice au provocat dezbateri filozofice puternice și multe interpretări. Chiar întrebări fundamentale, cum ar fi regulile privind calculul diferitelor amplitudini și distribuții de probabilitate, merită respect din partea publicului și a multor oameni de știință de seamă.

De exemplu, într-o zi el a remarcat cu tristețe că nu era deloc sigur că vreunul dintre oamenii de știință a înțeles deloc mecanica cuantică. Potrivit lui Steven Weinberg, în prezent nu există o interpretare universală a mecanicii cuantice. Acest lucru sugerează că oamenii de știință au creat un „monstru”, pentru a înțelege pe deplin și a explica existența pe care ei înșiși nu o pot face. Cu toate acestea, acest lucru nu dăunează în niciun fel relevanței și popularității acestei științe, ci atrage tineri specialiști care doresc să rezolve probleme cu adevărat complexe și de neînțeles.

În plus, mecanica cuantică a forțat o revizuire completă a legilor fizice obiective ale universului, ceea ce este o veste bună.

interpretare de la Copenhaga

Conform acestei interpretări, definiția standard a cauzalității cunoscută nouă din fizica clasică nu mai este necesară. Conform teoriilor cuantice, cauzalitatea în sensul obișnuit pentru noi nu există deloc. Toate fenomene fizice ele sunt explicate din punctul de vedere al interacţiunii celor mai mici particule elementare la nivel subatomic. Această zonă, în ciuda aparentului improbabilitate, este extrem de promițătoare.

psihologie cuantică

Ce se poate spune despre relația dintre fizica cuantică și conștiința umană? Acest lucru este frumos scris într-o carte scrisă de Robert Anton Wilson în 1990, numită Psihologie cuantică.

Conform teoriei expuse în carte, toate procesele care au loc în creierul nostru sunt determinate de legile descrise în acest articol. Adică, acesta este un fel de încercare de a adapta teoria fizicii cuantice la psihologie. Această teorie este considerată paraștiințifică și nu este recunoscută de comunitatea academică.

Cartea lui Wilson se remarcă prin faptul că el furnizează un set de tehnici și practici variate în ea, într-o măsură sau alta demonstrându-și ipoteza. Într-un fel sau altul, cititorul trebuie să decidă singur dacă crede sau nu viabilitatea unor astfel de încercări de a aplica modele matematice și fizice în științe umaniste.

Unii au considerat cartea lui Wilson ca pe o încercare de a justifica gândirea mistică și de a o lega de formulări fizice noi, dovedite științific. Această lucrare extrem de netrivială și izbitoare a fost solicitată de mai bine de 100 de ani. Cartea este publicată, tradusă și citită în toată lumea. Cine știe, poate odată cu dezvoltarea mecanicii cuantice, atitudinea comunității științifice față de psihologie cuantică.

Concluzie

Datorită acestei teorii remarcabile, care a devenit în curând o știință separată, am putut explora realitatea înconjurătoare la nivelul particulelor subatomice. Acesta este cel mai mic nivel posibil, complet inaccesibil percepției noastre. Ceea ce știau fizicienii despre lumea noastră are nevoie de revizuire urgentă. Absolut toată lumea este de acord cu asta. A devenit evident că diferite particule pot interacționa între ele la distanțe complet de neconceput, pe care le putem măsura doar prin formule matematice complexe.

În plus, mecanica cuantică (și fizica cuantică) a dovedit posibilitatea multor realități paralele, călătorii în timp și alte lucruri care de-a lungul istoriei au fost considerate doar lucruri științifico-fantastice. Aceasta este, fără îndoială, o contribuție uriașă nu numai la știință, ci și la viitorul omenirii.

Pentru îndrăgostiți tablou științific lume, această știință poate fi atât un prieten, cât și un dușman. Faptul este că teoria cuantică deschide posibilități largi pentru diverse speculații pe o temă paraștiințifică, așa cum sa arătat deja în exemplul uneia dintre alternative. teorii psihologice. Unii ocultişti, ezoterişti şi susţinători moderni ai mişcărilor religioase şi spirituale alternative (cel mai adesea psihoculte) apelează la construcţiile teoretice ale acestei ştiinţe pentru a fundamenta raţionalitatea şi adevărul teoriilor, credinţelor şi practicilor lor mistice.

Acesta este un caz fără precedent când gândurile simple ale teoreticienilor și formulele matematice abstracte au condus la o adevărată revoluție științifică și au creat noua stiinta, a tăiat tot ce se știa înainte. Într-o oarecare măsură, fizica cuantică a respins legile logicii aristotelice, deoarece a arătat că atunci când alegeți „ori-sau” mai există una (sau, poate, mai multe) alternative.

29.10.2016

În ciuda sonorității și misterului subiectului de astăzi, vom încerca să spunem Ce studiază fizica cuantică in termeni simpli , ce secțiuni ale fizicii cuantice au un loc unde să fie și de ce este necesară în principiu fizica cuantică.

Materialul oferit mai jos este accesibil oricui pentru înțelegere.

Înainte de a dezvălui despre ceea ce studiază fizica cuantică, ar fi potrivit să ne amintim cum a început totul...

La mijlocul al XIX-lea secolul, omenirea s-a confruntat cu studiul problemelor care nu puteau fi rezolvate folosind aparatul fizicii clasice.

O serie de fenomene păreau „ciudate”. La unele întrebări nu s-a răspuns deloc.

În anii 1850, William Hamilton, crezând că mecanica clasica nu este capabil să descrie cu exactitate mișcarea razelor de lumină, oferă propria sa teorie, care a intrat în istoria științei sub numele de formalism Hamilton-Jacobi, care s-a bazat pe postulatul teoriei ondulatorii luminii.

În 1885, după ce s-a certat cu un prieten, fizicianul elvețian Johann Balmer a derivat empiric o formulă care a făcut posibilă calcularea lungimilor de undă ale liniilor spectrale cu o precizie foarte mare.

La acel moment, Balmer nu putea explica motivele tiparelor dezvăluite.

În 1895, Wilhelm Roentgen, în timp ce investiga razele catodice, a descoperit radiația, pe care a numit-o raze X (mai târziu redenumite raze), care era caracterizată printr-un caracter puternic pătrunzător.

Un an mai târziu, în 1896, Henri Becquerel, studiind sărurile de uraniu, a descoperit radiații spontane cu proprietăți similare. Noul fenomen a fost numit radioactivitate.

În 1899, s-a dovedit natura ondulatorie a razelor X.

Foto 1. Fondatorii fizicii cuantice Max Planck, Erwin Schrödinger, Niels Bohr

Anul 1901 a fost marcat de apariția primului model planetar al atomului, propus de Jean Perrin. Din păcate, omul de știință însuși a abandonat această teorie, negăsind confirmarea ei din punctul de vedere al teoriei electrodinamicii.

Doi ani mai târziu, un om de știință din Japonia, Hantaro Nagaoka, a propus un alt model planetar al atomului, în centrul căruia ar fi trebuit să existe o particulă încărcată pozitiv, în jurul căreia electronii ar fi orbitat pe orbite.

Această teorie, însă, nu a ținut cont de radiația emisă de electroni și, prin urmare, nu a putut, de exemplu, să explice teoria liniilor spectrale.

Reflectând asupra structurii atomului, în 1904 Joseph Thomson a fost primul care a interpretat conceptul de valență din punct de vedere fizic.

Anul nașterii fizicii cuantice poate fi recunoscut ca fiind 1900, asociindu-i cu discursul lui Max Planck la o întâlnire a fizicii germane.

Planck a fost cel care a propus o teorie care i-a unit pe mulți până atunci disparate concepte fizice, formule și teorii, inclusiv constanta lui Boltzmann, care leagă energia și temperatura, numărul lui Avogadro, legea deplasării lui Wien, sarcina electronului, legea radiației lui Boltzmann...

El a introdus și conceptul de cuantum de acțiune (al doilea - după constanta Boltzmann - constanta fundamentală).

Dezvoltarea ulterioară a fizicii cuantice este direct legată de numele lui Hendrik Lorentz, Albert Einstein, Ernst Rutherford, Arnold Sommerfeld, Max Born, Niels Bohr, Erwin Schrödinger, Louis de Broglie, Werner Heisenberg, Wolfgang Pauli, Paul Dirac, Enrico Fermi și mulți alți oameni de știință remarcabili, creați în prima jumătate a secolului al XX-lea.

Oamenii de știință au reușit să înțeleagă natura particulelor elementare cu o adâncime fără precedent, să studieze interacțiunile particulelor și câmpurilor, să dezvăluie natura cuarci a materiei, să derive funcția de undă, să explice conceptele fundamentale de discretitate (cuantizare) și dualitate val-particulă.

Teoria cuantică, ca nimeni alta, a adus omenirea mai aproape de înțelegerea legilor fundamentale ale universului, a înlocuit conceptele obișnuite cu altele mai precise și ne-a făcut să regândim un număr imens de modele fizice.

Ce studiază fizica cuantică?

Fizica cuantică descrie proprietățile materiei la nivelul microfenomenelor, explorând legile mișcării micro-obiectelor (obiectelor cuantice).

Subiectul fizicii cuantice sunt obiecte cuantice cu dimensiuni de 10 −8 cm sau mai puțin. Aceasta:

• molecule,
• atomi,
• nuclee atomice,
• particule elementare.

Principalele caracteristici ale micro-obiectelor sunt masa de repaus și incarcare electrica. Masa unui electron (me) este 9,1 10 −28 g.

Pentru comparație, masa unui muon este 207 me, un neutron este 1839 me și un proton este 1836 me.

Unele particule nu au deloc masă de repaus (neutrini, fotoni). Masa lor este 0 eu.

Sarcina electrică a oricărui micro-obiect este un multiplu al sarcinii electronilor egal cu 1,6 · 10 -19 C. Alături de cele încărcate, există micro-obiecte neutre, a căror sarcină este egală cu zero.

Foto 2. Fizica cuantică forțată să reconsidere opiniile tradiționale asupra conceptelor de unde, câmpuri și particule

Sarcina electrică a unui micro-obiect complex este egală cu suma algebrică a sarcinilor particulelor sale constitutive.

Printre proprietățile micro-obiectelor se numără a învârti(în traducere literala din engleză - „a roti”).

Este obișnuit să-l interpretăm ca fiind independent de conditii externe momentul unghiular al unui obiect cuantic.

Spatele este greu de găsit o imagine adecvată în lumea reală. Nu poate fi reprezentat ca un spinning top din cauza naturii sale cuantice. Fizica clasică nu poate descrie acest obiect.

Prezența spinului afectează comportamentul micro-obiectelor.

Prezența unui spin introduce trăsături semnificative în comportamentul obiectelor din microcosmos, dintre care majoritatea - obiecte instabile - se degradează spontan, transformându-se în alte obiecte cuantice.

Microobiectele stabile, care includ neutrini, electroni, fotoni, protoni, precum și atomii și moleculele, se pot descompune numai sub influența unei energii puternice.

Fizica cuantică absoarbe complet fizica clasică, considerând-o ca fiind cazul ei limitativ.

De fapt, fizica cuantică este - în în sens larg- fizica modernă.

Ceea ce fizica cuantică descrie în microcosmos nu poate fi perceput. Din această cauză, multe prevederi ale fizicii cuantice sunt greu de imaginat, în contrast cu obiectele descrise de fizica clasică.

În ciuda acestui fapt, noile teorii au făcut posibilă schimbarea ideilor noastre despre unde și particule, despre descrierea dinamică și probabilistică, despre continuu și discret.

Fizica cuantică nu este doar o teorie nouă.

Aceasta este o teorie care a reușit să prezică și să explice un număr incredibil de fenomene - din procesele care au loc în nuclee atomice, la efectele macroscopice în spațiul cosmic.

Fizica cuantică, spre deosebire de fizica clasică, studiază contează la un nivel fundamental, dând interpretări fenomenelor din realitatea înconjurătoare pe care fizica tradițională nu este capabilă să le dea (de exemplu, de ce atomii rămân stabili sau dacă particulele elementare sunt cu adevărat elementare).

Teoria cuantică ne oferă capacitatea de a descrie lumea mai precis decât era acceptat înainte de apariția ei.

Semnificația fizicii cuantice

Dezvoltarile teoretice care alcătuiesc esența fizicii cuantice sunt aplicabile studiului ambelor dimensiuni inimaginabil de uriașe. obiecte spațialeși particule elementare extrem de mici.

electrodinamică cuantică ne cufundă în lumea fotonilor și electronilor, concentrându-ne pe studiul interacțiunilor dintre ei.

Teoria cuantică a materiei condensate ne aprofundează cunoștințele despre superfluide, magneți, cristale lichide, corpuri amorfe, cristale și polimeri.

Foto 3. Fizica cuantică a oferit omenirii o descriere mult mai precisă a lumii din jurul nostru

Cercetarea științifică din ultimele decenii s-a concentrat pe studiul structurii cuarci a particulelor elementare în cadrul unei ramuri independente a fizicii cuantice - cromodinamica cuantică.

Mecanica cuantică nerelativista(cea care depășește domeniul de aplicare al teoriei relativității a lui Einstein) studiază obiectele microscopice care se mișcă cu o viteză relativ mică (mai mică decât), proprietățile moleculelor și atomilor, structura lor.

optica cuantică angajat în studiul științific al faptelor asociate cu manifestarea proprietăților cuantice ale luminii (procese fotochimice, radiații termice și stimulate, efect fotoelectric).

teoria câmpului cuantic este o secțiune unificatoare care încorporează ideile teoriei relativității și mecanicii cuantice.

Teoriile științifice dezvoltate în cadrul fizicii cuantice au dat un impuls puternic dezvoltării, electronică cuantică, tehnologie, teorie cuantică corp solid, știința materialelor, chimie cuantică.

Fără apariția și dezvoltarea ramurilor notate ale cunoașterii, ar fi imposibil să se creeze, nave spațiale, spărgătoare de gheață nucleare, comunicații mobile și multe alte invenții utile.