กลศาสตร์ควอนตัมคืออะไร?

คำว่ากลศาสตร์ควอนตัม (QM) โดยทั่วไปหมายถึงสูตรทางคณิตศาสตร์ของทฤษฎีควอนตัมกลศาสตร์ควอนตัมมักจะอธิบายและทำนายการเคลื่อนไหวและพฤติกรรมของอนุภาคในระดับอะตอมและอะตอมเหล่านี้รวมถึงอนุภาคเช่นอะตอมอิเล็กตรอนโปรตอนและโฟตอนตามกลศาสตร์ควอนตัมพฤติกรรมและการเคลื่อนไหวของอนุภาคในระดับกล้องจุลทรรศน์เหล่านี้มีความแตกต่างกันอย่างรุนแรงแตกต่างจากสิ่งที่สังเกตได้ในชีวิตประจำวันสิ่งนี้ต้องใช้ทฤษฎีเช่นกลศาสตร์ควอนตัมเพื่ออธิบายโลกที่แตกต่างนี้ได้ดีขึ้น

ในโลกมหึมามักจะมีปรากฏการณ์สองประเภทที่จำแนกโดยนักวิทยาศาสตร์: อนุภาคและคลื่นอนุภาคสามารถคิดได้ว่ามีการแปลการขนส่งมวลและพลังงานในการเคลื่อนไหวของพวกเขาคลื่นเป็นปรากฏการณ์ประเภทหนึ่งที่ไม่เคยมีการแปลและไม่มีมวล แต่ก็ยังมีพลังงานอนุภาคขนาดเล็กของโลกที่ตรวจสอบในกลศาสตร์ควอนตัมนั้นแตกต่างจากโลกมหภาคเนื่องจากในบางสถานการณ์อนุภาคอาจทำหน้าที่เหมือนคลื่นในขณะที่คลื่นอาจทำหน้าที่เหมือนอนุภาคตามกลศาสตร์ควอนตัมนี่หมายความว่าในระดับควอนตัมแอปเปิ้ลสามารถทำตัวเหมือนคลื่นในขณะที่คลื่นอาจทำตัวเหมือนแอปเปิ้ล

กลศาสตร์ควอนตัมใช้หน่วยควอนตัมเพื่อกำหนดและวัดปริมาณของคุณสมบัติทางกายภาพของสิ่งเหล่านี้อนุภาคโดยทั่วไปอนุภาคจะถูกวัดโดยพิจารณาจากฟังก์ชั่นคลื่นที่บันทึกไว้ในเวลาของการวัดแต่เนื่องจากอนุภาคอาจทำตัวเหมือนคลื่นสถานที่หรือความเร็วพร้อมกันของอนุภาคไม่สามารถกำหนดได้อย่างสมบูรณ์

ปริศนาที่เห็นได้ชัดนี้เป็นที่รู้จักกันในชื่อหลักการความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์กซึ่งกล่าวอีกนัยหนึ่งว่าตำแหน่งและโมเมนตัมไม่สามารถวัดได้พร้อมกันนี่ไม่ใช่ทั้งหมดเพราะมีข้อ จำกัด ใด ๆ ในการวัดอุปกรณ์หรือความสามารถ แต่เนื่องจากความไม่แน่นอนนี้เชื่อว่ามีอยู่ในอนุภาคเองกลศาสตร์ควอนตัมจึงเป็นทฤษฎีทางคณิตศาสตร์ที่พยายามคำนวณความน่าจะเป็นตามฟังก์ชั่นคลื่น

นักวิทยาศาสตร์หลายคนไม่เห็นด้วยกับการอ้างถึงกลศาสตร์ควอนตัมอัลเบิร์ตไอน์สไตน์เป็นนักวิทยาศาสตร์ที่บางครั้งมีความสำคัญต่อทฤษฎีควอนตัมเนื่องจากมันขัดแย้งกับทฤษฎีของเขาเองดังนั้นหนึ่งในปัญหาที่ใหญ่ที่สุดในฟิสิกส์ร่วมสมัยคือการสร้างทฤษฎีที่จะรวมความคิดของกลศาสตร์ควอนตัมกับทฤษฎีทั่วไปของ Einsteins ของสัมพัทธภาพนักฟิสิกส์เช่น Julian Barbour ได้เสนอวิธีแก้ปัญหาที่เป็นนวัตกรรมให้กับปัญหานี้โดยทั่วไประบุว่าหากมนุษย์พิจารณาว่าเวลานั้นไม่มีอยู่จริงไม่มีอุปสรรคในการรวมกลไกควอนตัมและทฤษฎีสัมพัทธภาพ