ควอนตัมฟิสิกส์คืออะไร?

ผู้เขียน: Tamara Smith
วันที่สร้าง: 26 มกราคม 2021
วันที่อัปเดต: 2 กรกฎาคม 2024
Anonim
โลกควอนตัมอย่างง่าย EP1: จุดเริ่มต้นควอนตัมฟิสิกส์ การทดลอง Double slit experiment, Superposition
วิดีโอ: โลกควอนตัมอย่างง่าย EP1: จุดเริ่มต้นควอนตัมฟิสิกส์ การทดลอง Double slit experiment, Superposition

เนื้อหา

พูดโดยคนหลายคนและเข้าใจด้วยเหตุการณ์ควอนตัมฟิสิกส์จำนวนน้อยที่เกิดขึ้นในชั้นอะตอมและอะตอม กระบวนการทั้งหมดที่เกิดขึ้นระหว่างโมเลกุลอะตอมและอนุภาคอื่น ๆ เช่นอิเล็กตรอนโปรตอนและนิวตรอนเป็นที่สนใจของควอนตัมฟิสิกส์ซึ่งเป็นที่รู้จักกันในชื่อกลศาสตร์ควอนตัม ส่วนหนึ่งของการศึกษาฟิสิกส์เกิดขึ้นในขณะที่พยายามอธิบายอนุภาคเล็ก ๆ ที่มีอยู่ในธรรมชาตินั่นคือองค์ประกอบทั้งหมดที่ประกอบขึ้นเป็นสสาร ท่ามกลางประโยชน์อันยิ่งใหญ่ของฟิสิกส์ควอนตัมคือการใช้หลักการสังเกตสำหรับการใช้งานที่สังเกตเห็นในชีวิตประจำวันของเรา ไม่พูดถึงอิทธิพลอย่างมากในด้านต่าง ๆ เช่นปรัชญาจิตวิทยาและแม้แต่ศาสนศาสตร์


ฟิสิกส์ควอนตัมศึกษาองค์ประกอบย่อยของสสาร (Jupiterimages / Photos.com / Getty Images)

แหล่ง

ควอนตัมฟิสิกส์เป็นวิทยาศาสตร์ที่พัฒนาขึ้นในศตวรรษที่ 20 มันมาจากงานที่เริ่มโดยนักฟิสิกส์ Max Planck จากการสังเกตพฤติกรรมของพลังงานที่แผ่รังสีออกมาโดยสเปกตรัมของรังสีนั้นพลังค์ได้พัฒนาสิ่งที่เรียกว่า "ค่าคงตัวพลังค์" ซึ่งเป็นทฤษฎีบทที่ซับซ้อนซึ่งสะท้อนการแลกเปลี่ยนพลังงานของอะตอม Albert Einstein, การศึกษาผลที่ตามมาของปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก, ใช้คำว่าควอนตัมเป็นครั้งแรกเมื่อพูดถึงค่าคงตัวของพลังค์ คำนี้ประกาศเกียรติคุณจากปรากฏการณ์ของการควอนไทซ์โดยที่อิเล็กตรอนสามารถย้ายจากพลังงานไปยังระดับที่สูงขึ้นโดยไม่ต้องผ่านขั้นตอนกลาง มันเป็นแนวคิดที่เริ่มฟิสิกส์ควอนตัม

Albert Einstein, การศึกษาผลของปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก, ใช้คำว่าควอนตัมเป็นครั้งแรก (Jupiterimages / Photos.com / Getty Images)

การพัฒนาทฤษฎี

จากนั้นเป็นต้นมาฟิสิกส์ควอนตัมเริ่มศึกษาชุดของแนวคิดตั้งแต่การปรากฏตัวของอนุภาคจนถึงการศึกษาของคลื่นที่มองไม่เห็นเช่นรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งไม่ต้องการสภาพแวดล้อมของวัสดุในการเผยแพร่ ในเวลานั้น Max Planck ได้เปิดตัวสมมติฐานที่แย้งว่าพลังงานโดยรวมนั้นไม่ต่อเนื่อง แต่สร้างกลุ่มเล็ก ๆ ขึ้นมาซึ่งเขาเรียกว่าควอนตัมพลังงาน ปรากฏการณ์เหล่านี้และอื่น ๆ ที่อธิบายโดยนักฟิสิกส์ควอนตัมมามีอิทธิพลต่อพื้นที่อื่น ๆ ของสังคมเช่นจิตวิทยาปรัชญาและเทววิทยา


ควอนตัมฟิสิกส์พยายามถอดรหัสโลกของอะตอมและอนุภาคขนาดเล็ก (เทคโนโลยี Hemera / PhotoObjects.net / Getty Images)

แมวของSchrödinger

เพื่อทดสอบฟิสิกส์ควอนตัมหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์ที่เก่งที่สุดในโลกนักฟิสิกส์เออร์วินชโรดิงเงอร์นักฟิสิกส์ได้คิดค้นแนวคิดเพื่อแสดงให้เห็นว่าพฤติกรรมของอนุภาคขนาดเล็กดูเหมือนไร้เหตุผลและไม่แน่นอน สมมติฐานที่รู้จักกันในชื่อแมวของSchrödingerสันนิษฐานว่าแมวถูกขังอยู่ในกล่องปิดซึ่งอาศัยอยู่ใกล้กับอนุภาคกัมมันตรังสี อนุภาคเหล่านี้อาจไหลเวียนผ่านกล่องหรือไม่ก็ได้ ตามกฎของฟิสิกส์ควอนตัมมีความเป็นไปได้สองอย่างที่มีอยู่ไม่ว่าวัสดุกัมมันตรังสีจะแพร่กระจายหรือไม่ก็ตาม ตามที่นักวิทยาศาสตร์นี้ทำให้แมวตายพร้อมกันและมีชีวิตอยู่ในความเป็นจริงขนานซึ่งไม่สามารถวัดหรือสังเกตได้

ตามสมมติฐานแมวจะมีชีวิตอยู่พร้อมกันและตายไปพร้อมกัน (Martin Poole / Digital Vision / Getty Images)

การใช้งานในด้านอื่น ๆ

การถกเถียงอย่างมากเกี่ยวกับฟิสิกส์ควอนตัมก็คือมันเป็นทฤษฎีที่เป็นจริงกล่าวคือมันขึ้นอยู่กับสมมุติฐานที่นักวิทยาศาสตร์ยอมรับโดยไม่มีความเป็นไปได้ที่จะแสดงให้พวกมันเห็นในทางปฏิบัติ อย่างไรก็ตามในทางปฏิบัติมีการใช้การศึกษาฟิสิกส์ควอนตัมเพื่อสร้างเลเซอร์การถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็กและแม้กระทั่งส่วนประกอบคอมพิวเตอร์ ศาสนาใช้เพื่ออธิบายการมีอยู่ของชีวิตหลังความตาย นักฟิสิกส์ปริญญาเอก Fritjof Capra ใช้แนวคิดของกลศาสตร์ควอนตัมเพื่ออธิบายว่าจิตใจและสสารนั้นพึ่งพาซึ่งกันและกันได้อย่างไร


ฟิสิกส์ควอนตัมช่วยให้การพัฒนาองค์ประกอบคอมพิวเตอร์ (Goodshoot / Goodshoot / Getty Images)