Kvantinė fizika yra. Elgesio tyrimas materija ir energija molekuliniame, atominiame, branduoliniame ir dar mažesniuose mikroskopiniuose lygmenyse. XX amžiaus pradžioje mokslininkai atrado, kad makroskopinius objektus reglamentuojantys įstatymai tokiose mažose sferose neveikia vienodai.
Ką reiškia kvantas?
„Quantum“ kilęs iš lotynų kalbos, reiškiančio „kiek“. Tai nurodo atskirus materijos ir energijos vienetus, kuriuos numato ir stebima kvantinė fizika. Net erdvė ir laikas, kurie atrodo nepaprastai ištisiniai, turi kuo mažesnes vertybes.
Kas sukūrė kvantinę mechaniką?
Kai mokslininkai įgijo technologiją matuoti didesniu tikslumu, buvo stebimi keistai reiškiniai. Kvantinės fizikos gimimas yra siejamas su Makso Plancko 1900 m. Popieriuje apie juodųjų kūnų radiaciją. Lauko plėtrą vykdė Maksas Plankas, Albertas Einšteinas, Nielsas Bohras, Richardas Feynmanas, Werneris Heisenbergas, Erwinas Schroedingeris ir kiti šviestuvai šioje srityje. Ironiška, bet Albertas Einšteinas turėjo rimtų teorinių kvantinės mechanikos problemų ir daugelį metų bandė tai paneigti ar modifikuoti.
Kuo ypatinga kvantinė fizika?
Kvantinės fizikos srityje kažko stebėjimas iš tikrųjų daro įtaką vykstantiems fiziniams procesams. Šviesos bangos veikia kaip dalelės, o dalelės veikia kaip bangos (vadinamos bangos dalelių dvilypumas). Medžiaga gali pereiti iš vienos vietos į kitą nejudėdama per tarpinę erdvę (vadinamą kvantiniu tuneliu). Informacija akimirksniu juda dideliais atstumais. Tiesą sakant, kvantinėje mechanikoje mes atrandame, kad visa Visata iš tikrųjų yra tikimybių seka. Laimei, jis suyra dirbant su dideliais objektais, kaip parodė Šrodingerio katė minčių eksperimentas.
Kas yra kvantinis įsipainiojimas?
Viena iš pagrindinių sąvokų yra kvantinis susipainiojimas, kuris apibūdina situaciją, kai kelios dalelės yra susijusios taip, kad matuojant vienos dalelės kvantinę būseną, taip pat atsiranda apribojimai kitų dalelių matavimams. Tai geriausiai parodo EPR paradoksas. Nors iš pradžių tai buvo mintinis eksperimentas, dabar tai buvo patvirtinta eksperimentais atliekant tai, kas vadinama Bello teorema.
Kvantinė optika
Kvantinė optika yra kvantinės fizikos šaka, kurioje daugiausia dėmesio skiriama šviesos ar fotonų elgesiui. Kvantinės optikos lygmeniu individualių fotonų elgesys turi įtaką artėjančiai šviesai, priešingai nei klasikinė optika, kurią sukūrė seras Izaokas Newtonas. Lazeriai yra viena iš kvantinės optikos tyrimų rezultatų.
Kvantinė elektrodinamika (QED)
Kvantinė elektrodinamika (QED) yra elektronų ir fotonų sąveikos tyrimas. Ją 1940-ųjų pabaigoje sukūrė Richardas Feynmanas, Julianas Schwingeris, Sinitro Tomonage'as ir kiti. QED prognozės dėl fotonų ir elektronų išsibarstymo yra tikslios iki vienuolikos dešimtųjų tikslumu.
Vieninga lauko teorija
Vieningo lauko teorija yra mokslinių tyrimų kelių, kuriais bandoma suderinti kvantinę fiziką su, kolekcija Einšteino bendrojo reliatyvumo teorija, dažnai bandant įtvirtinti pagrindinės fizikos jėgos. Kai kurie vieningų teorijų tipai apima (su kai kuriomis sutampa):
- Kvantinis sunkis
- Kilpos kvantinė gravitacija
- Styginių teorija / Viršutinių stygų teorija / M-teorija
- Didžioji suvienyta teorija
- Supersimetrija
- Visko teorija
Kiti kvantinės fizikos pavadinimai
Kvantinė fizika kartais vadinama kvantine mechanika arba kvantinio lauko teorija. Kaip aprašyta aukščiau, ji taip pat turi įvairius polaukius, kurie kartais naudojami pakaitomis su kvantine fizika, nors kvantinė fizika iš tikrųjų yra platesnis terminas visoms šioms disciplinoms.
Pagrindiniai atradimai, eksperimentai ir pagrindiniai paaiškinimai
Ankstyviausi radiniai
- Juodo kūno spinduliavimas
- Fotoelektrinis efektas
Bangos-dalelės dvilypumas
- Jaunimo dvigubo plyšio eksperimentas
- De Broglie hipotezė
Komptono efektas
Heisenbergo neapibrėžtumo principas
Priežastinis ryšys kvantinėje fizikoje - minčių eksperimentai ir interpretacijos
- Kopenhagos aiškinimas
- Šrodingerio katė
- EPR paradoksas
- Daugelio pasaulių interpretacija