Prezentare fizică cuantică, concepte și istorie

Fizica cuantică este studiul comportamentului materie și energie la niveluri moleculare, atomice, nucleare și chiar mai mici la nivel microscopic. La începutul secolului XX, oamenii de știință au descoperit că legile care reglementează obiectele macroscopice nu funcționează la fel în tărâmuri atât de mici.

„Quantum” provine din latinescul care înseamnă „cât de mult”. Se referă la unitățile discrete de materie și energie care sunt prezise și observate în fizica cuantică. Chiar și spațiul și timpul, care par a fi extrem de continuu, au cele mai mici valori posibile.

Pe măsură ce oamenii de știință au obținut tehnologia pentru a măsura cu o precizie mai mare, au fost observate fenomene ciudate. Nașterea fizicii cuantice este atribuită lucrării lui 1900 a lui Max Planck despre radiațiile negre. Dezvoltarea terenului a fost făcută de Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr, Richard Feynman, Werner Heisenberg, Erwin Schroedinger și alte figuri luminoase din domeniu. În mod ironic, Albert Einstein a avut probleme teoretice serioase cu mecanica cuantică și a încercat timp de mulți ani să-l respingă sau să îl modifice.

Pe tărâmul fizicii cuantice, observarea a ceva influențează de fapt procesele fizice care au loc. Undele de lumină acționează ca particulele și particulele acționează ca undele (numite dualitate de particule de undă). Materia poate merge dintr-un loc în altul fără a se deplasa prin spațiul intervenient (numit tunel cuantic). Informațiile se mișcă instantaneu pe distanțe mari. De fapt, în mecanica cuantică descoperim că întregul univers este de fapt o serie de probabilități. Din fericire, se descompune atunci când aveți de-a face cu obiecte mari, așa cum a demonstrat-o Pisica lui Schrodinger experiment de gândire.

Unul dintre conceptele cheie este legatura cuantica, care descrie o situație în care mai multe particule sunt asociate în așa fel încât măsurarea stării cuantice a unei particule să impună, de asemenea, restricții asupra măsurătorilor celorlalte particule. Acest lucru este cel mai bine exemplificat de Paradoxul EPR. Deși inițial un experiment de gândire, acest lucru a fost acum confirmat experimental prin teste pe ceva cunoscut ca fiind Teorema lui Bell.

Optica cuantica este o ramură a fizicii cuantice care se concentrează în primul rând pe comportamentul luminii sau fotonilor. La nivelul opticii cuantice, comportamentul fotonilor individuali are o influență asupra luminii viitoare, spre deosebire de optica clasică, care a fost dezvoltată de Sir Isaac Newton. Laserele sunt o aplicație care a ieșit din studiul opticii cuantice.

Electrodinamica cuantică (QED) este studiul modului în care interacționează electronii și fotonii. A fost dezvoltat la sfârșitul anilor 40 de către Richard Feynman, Julian Schwinger, Sinitro Tomonage și alții. Predicțiile QED cu privire la împrăștierea fotonilor și electronilor sunt corecte până la unsprezece zecimale.

Teoria câmpurilor unificate este o colecție de căi de cercetare care încearcă să împace fizica cuantică cu Teoria relativității generale a lui Einstein, adesea încercând să consolideze forțe fundamentale ale fizicii. Unele tipuri de teorii unificate includ (cu unele suprapuneri):

• Gravitatea cuantică
• Loop Gravity Quantum
• Teoria șirurilor / Teoria superstringului / Teoria M
• Marea Teorie Unificată
• supersimetria
• Teoria tuturor

Fizica cuantică este uneori numită mecanică cuantică sau teoria cuantică a câmpurilor. De asemenea, are diverse sub-câmpuri, așa cum s-a discutat mai sus, care sunt uneori utilizate în mod interschimbabil cu fizica cuantică, deși fizica cuantică este de fapt termenul mai larg pentru toate aceste discipline.

Primele descoperiri

• Radiația corpului negru
• Efect fotoelectric

Dualitatea de particule de undă

• Young's Double Slit Experiment
• Ipoteza De Broglie

Efectul Compton

Principiul incertitudinii Heisenberg

Cauzalitatea în fizica cuantică - experimente și interpretări ale gândirii

• Interpretarea Copenhaga
• Pisica lui Schrodinger
• Paradoxul EPR
• Interpretarea Multe Lumi