Cos'è il caos quantistico?

Il caos quantico, un termine non tecnico, è una scorciatoia scientifica che si riferisce all'uso della teoria del caos per spiegare i sistemi quantistici.La teoria del caos può spiegare le irregolarità che si verificano in tutti i sistemi dinamici dalla macro a livello micro.Quelle irregolarità includono un bobble nella rivoluzione di un satellite attorno a un pianeta o nella posizione non previsto di un elettrone a livello atomico.I sistemi quantistici sono quei sistemi che operano a livello molecolare.Riunendo tali definizioni, il caos quantistico tenta di tenere conto delle irregolarità nei sistemi molecolari.

Per molto tempo, gli scienziati non erano sicuri se esistesse il caos quantistico.Gli atomi tendevano a mostrare prevedibili modelli di energia ondesi.Gli oggetti a livello molecolare non sembravano esprimere estrema sensibilità alle condizioni iniziali, la tradizionale definizione di caos fisico.Anche alcuni problemi che hanno emerso potrebbero essere spiegati attraverso la teoria delle perturbazioni, il che consente di scoprire deviazioni minori in un sistema che presenta un comportamento in gran parte regolare che può essere spiegato attraverso la fisica classica.

Come alcuni fisici del 20 ° secolo hanno scoperto, tuttavia, non tutti gli eventiSi verifica a livello molecolare potrebbe essere adeguatamente spiegato o previsto attraverso modelli quantici classici.Secondo questi modelli, eventi come il movimento delle particelle da un sito all'altro, richiederebbero quantità di energia in crescita esponenziale che sarebbero impossibili da generare.Poiché è stato osservato che le particelle si muovono senza produrre quei livelli di energia, gli scienziati hanno dovuto trovare un modo diverso per spiegare il fenomeno.

Un modo che gli scienziati hanno spiegato è stato attraverso lo studio dell'atomo di Rydberg.Gli atomi di Rydberg sono atomi altamente energizzati che mostrano comportamenti caotici in grado di essere spiegati attraverso la fisica classica.Lo studio di questi atomi ha dimostrato che i sistemi in cui è coinvolto il caos quantistico hanno livelli di energia altamente correlati.I livelli di energia delle particelle non sono distribuiti casualmente come nelle molecole classiche.Gli eventi di un sottosistema sono indissolubilmente correlati agli eventi di un altro sottosistema.Di conseguenza, uno spettro di energia può essere usato per spiegare almeno parzialmente i comportamenti di queste particelle.

Un altro metodo era quello di esaminare le situazioni in cui la fisica classica era in grado di spiegare le irregolarità nei sistemi di grandi dimensioni.I meccanici dietro l'orbita della luna nell'orbita della luna intorno alla terra a causa della tiro gravitazionale del sole sono stati usati per creare una misurazione statistica che ha contribuito a spiegare e prevedere i comportamenti delle particelle a bassa energia.Mentre i modelli classici in fisica non possono spiegare adeguatamente i comportamenti di questi sistemi molecolari caotici, è interessante che il caos quantistico utilizza quei modelli come punto di lancio per creare nuovi modelli per comprendere ulteriormente questi sistemi.