Cơ học lượng tử là gì?

Thuật ngữ cơ học lượng tử (QM) thường đề cập đến một công thức toán học của lý thuyết lượng tử.Cơ học lượng tử thường mô tả và dự đoán chuyển động và hành vi của các hạt ở cấp độ nguyên tử và hạ nguyên tử.Chúng bao gồm các hạt như nguyên tử, electron, proton và photon.Theo cơ học lượng tử, hành vi và chuyển động của các hạt ở các cấp độ siêu nhỏ này là phản trực quan, khác biệt hoàn toàn so với bất cứ điều gì được quan sát trong cuộc sống hàng ngày.Điều này đòi hỏi một lý thuyết như cơ học lượng tử để giải thích rõ hơn thế giới khác nhau này. Trong thế giới vĩ mô, thường có hai loại hiện tượng được phân loại bởi các nhà khoa học: các hạt và sóng.Các hạt có thể được coi là được địa phương hóa, vận chuyển khối lượng và năng lượng trong các chuyển động của chúng.Sóng là một loại hiện tượng không bao giờ được định vị và không có khối lượng, nhưng tuy nhiên vẫn mang năng lượng.Các hạt thế giới vi mô được kiểm tra trong cơ học lượng tử khác với các hạt của thế giới vĩ mô, bởi vì trong một số tình huống nhất định, các hạt có thể hoạt động như sóng, trong khi ngược lại, sóng có thể hoạt động như các hạt.Theo cơ học lượng tử, điều này có nghĩa là ở mức lượng tử, một quả táo có thể hoạt động như một sóng, trong khi sóng có thể hoạt động như một quả táo.vật rất nhỏ.Các hạt thường được đo bằng cách xem xét hàm sóng được ghi lại tại thời điểm đo.Tuy nhiên, bởi vì các hạt có thể hoạt động như sóng, vị trí hoặc vận tốc đồng thời của một hạt không bao giờ có thể được xác định hoàn toàn.

Câu hỏi hóc búa rõ ràng này được gọi là nguyên tắc không chắc chắn của Heisenburg, mà nói cách khác nói rằng vị trí và động lượng không thể được đo chính xác đồng thời.Điều này không hoàn toàn vì có bất kỳ hạn chế nào trong việc đo lường thiết bị hoặc khả năng, nhưng vì sự không chắc chắn này được cho là vốn có của các hạt.Do đó, cơ học lượng tử là một lý thuyết toán học cố gắng tính toán xác suất theo hàm sóng. Nhiều nhà khoa học không đồng ý với các định đề của cơ học lượng tử.Albert Einstein là một nhà khoa học đôi khi chỉ trích lý thuyết lượng tử, vì nó mâu thuẫn với lý thuyết của chính mình.Do đó, một trong những vấn đề lớn nhất trong vật lý đương đại là tạo ra một lý thuyết sẽ thống nhất các ý tưởng về cơ học lượng tử với những lý thuyết tổng quát về thuyết tương đối của Einsteins.Các nhà vật lý như Julian Barbour đã đề xuất một số giải pháp sáng tạo cho vấn đề này, về cơ bản nói rằng nếu con người cho rằng thời gian đó không tồn tại, không có trở ngại nào để thống nhất cơ học lượng tử và lý thuyết về thuyết tương đối.