Co to jest mechanika kwantowa?

Termin mechanika kwantowa (QM) ogólnie odnosi się do matematycznego sformułowania teorii kwantowej.Mechanika kwantowa często opisuje i przewiduje ruch i zachowanie cząstek na poziomach atomowych i subatomowych.Należą do nich cząstki, takie jak atomy, elektrony, protony i fotony.Według mechaniki kwantowej zachowanie i ruch cząstek na tych poziomach mikroskopowych są sprzeczne z intuicją, radykalnie różnią się od wszystkiego, co obserwowane w życiu codziennym.Wymaga to teorii takiej jak mechanika kwantowa, aby lepiej wyjaśnić ten inny świat.

W świecie makroskopowym zwykle istnieją dwa rodzaje zjawisk, które są klasyfikowane przez naukowców: cząstki i fale.Cząstki można traktować jako zlokalizowane, transportując masę i energię w swoich ruchach.Fale są rodzajem zjawiska, które nigdy nie jest zlokalizowane i nie ma masy, ale mimo to niesie energię.Cząstki mikro-świata, które są badane w mechanice kwantowej, różnią się od cząstek świata makro, ponieważ w niektórych sytuacjach cząstki mogą działać jak fale, podczas gdy fale mogą działać jak cząstki.Według mechaniki kwantowej oznaczałoby to, że na poziomie kwantowym jabłko może zachowywać się jak fala, podczas gdy fala może zachowywać się jak jabłko.

Mechanika kwantowa używa jednostki kwantowej do z grubsza przypisania i pomiaru ilości tych właściwości fizycznychcząsteczki.Cząstki są ogólnie mierzone, biorąc pod uwagę funkcję falową zarejestrowaną w momencie pomiaru.Ponieważ jednak cząstki mogą zachowywać się jak fale, jednoczesne położenie lub prędkość cząstki nigdy nie można całkowicie ustalić.

Ta pozorna zagadka jest znana jako zasada niepewności Heisenburga, która innymi słowy, że pozycja i pęd nie można dokładnie zmierzyć jednocześnie.Nie dzieje się tak całkowicie dlatego, że istnieją jakiekolwiek ograniczenia w pomiarze sprzętu lub umiejętności, ale dlatego, że uważa się, że ta niepewność jest nieodłączna dla samych cząstek.Mechanika kwantowa jest zatem teorią matematyczną, która próbuje obliczyć prawdopodobieństwa zgodnie z funkcją fali.

Wielu naukowców nie zgadza się z postulatami mechaniki kwantowej.Albert Einstein był naukowcem, który czasami był krytykowany wobec teorii kwantowej, ponieważ był sprzeczny z jego własną teorią.Zatem jednym z największych problemów we współczesnej fizyce jest stworzenie teorii, która ujednoliciłaby idee mechaniki kwantowej z ideami ogólnej teorii względności Einsteinów.Fizycy, tacy jak Julian Barbour, zaproponowali niektóre innowacyjne rozwiązania tego problemu, w zasadzie stwierdzając, że jeśli ludzie biorą pod uwagę, że sam czas nie istnieje, nie ma przeszkody w ujednoliceniu mechaniki kwantowej i teorii teorii względności.