Articolul se vrea a fi un mănunchi de succinte informaţii privind mecanica cuantică, domeniul de cuprindere, motivele obiective ale apariţiei acestei
cuantă
„revoluţionare” mecanici,
caracteristicile principale, principiile de bază enunţate
de mecanica cuantică, „confruntarea” acesteia cu mecanica clasică. Menţionez că toate informaţiile sunt extrase direct din sursele menţionate la sfârşitul articolului, orice interpretare personală fiind imposibilă, dat fiind nivelul extrem de modest pe care-l am în materie.
Fizicienii – cu deosebire Stephen Hawking – constatând că există diferenţe între teoriile fizicii clasice şi fizica cuantică şi că nici una din acestea nu reuşesc să emită teorii pentru toate fenomenele fizice observate şi observabile, se străduiesc să realizeze o teorie unificată despre tot ce există în univers.
Este de menţionat că mecanica cuantică are multe rezultate concrete empirice, date experimentale, observaţii, stabileşte mărimi fizice, determină teoretic existenţa de particule (particulele virtuale) dintre care unele s-au şi constatat ulterior că există. Pe de altă parte mecanica cuantică nu are forţa teoretică necesară pentru a contura unele fenomene ce evident se petrec în mod real[1].
Mecanica cuantică este o teorie fizică, care descrie comportamentul materiei la nivelul atomic şi subatomic, fenomene pe care fizica newtoniană şi electromagnetismul clasic nici nu le pot explica.
Astăzi, oamenii de ştiinţă descriu universul în termenii a două teorii parţiale fundamentale – teoria generală a relativităţii şi mecanica cuantică.
Teoria generală a relativităţii descrie forţa gravitaţională şi structura la scară mare a universului, întinzându-se dela câteva mile până la 1024 de mile – adică dimensiunile universului observabil.
Mecanica cuantică se ocupă de fenomene la scară extrem de mică cum ar fi 2,54-12 cm.
Fizicienii – cu deosebire Stephen Hawking – constatând că există diferenţe între teoriile fizicii clasice şi fizica cuantică şi că nici una din acestea nu reuşesc să emită teorii pentru toate fenomenele fizice observate şi observabile, se străduiesc să realizeze o teorie unificată despre tot ce există în univers.
Este de menţionat că mecanica cuantică are multe rezultate concrete empirice, date experimentale, observaţii, stabileşte mărimi fizice, determină teoretic existenţa de particule (particulele virtuale) dintre care unele s-au şi constatat ulterior că există. Pe de altă parte mecanica cuantică nu are forţa teoretică necesară pentru a contura unele fenomene ce evident se petrec în mod real[1].
Mecanica cuantică este o teorie fizică, care descrie comportamentul materiei la nivelul atomic şi subatomic, fenomene pe care fizica newtoniană şi electromagnetismul clasic nici nu le pot explica.
Astăzi, oamenii de ştiinţă descriu universul în termenii a două teorii parţiale fundamentale – teoria generală a relativităţii şi mecanica cuantică.
Teoria generală a relativităţii descrie forţa gravitaţională şi structura la scară mare a universului, întinzându-se dela câteva mile până la 1024 de mile – adică dimensiunile universului observabil.
Mecanica cuantică se ocupă de fenomene la scară extrem de mică cum ar fi 2,54-12 cm.
Aceste două teorii sunt incompatibile una cu alta; pentru „compatibilizarea” lor trebuie căutată o nouă teorie care să le
înglobeze pe amândouă – teoria cuantică a gravitaţiei.
Conceptele de bază ale mecanicii cuantice au fost elaborate între 1926 şi 1935.
Conceptele de bază ale mecanicii cuantice au fost elaborate între 1926 şi 1935.
First Gold Beam Collision Events
„În anii 1920, Heisenberg, Erwin Schrödinger şi Paul Dirac au emis teoria mecanica cuantică, bazată pe principiul de incertitudine. Una dintre caracteristicile revoluţionare ale mecanicii cuantice este că, pentru o observaţie dată, ea nu prezice un singur rezultat definit. ......În pofida principiului de incertitudine, nu trebuie să renunţăm la ideea unei lumi guvernate de legi fizice. În realitate, până la urmă, cei mai mulţi oameni de ştiinţă au fost dispuşi să accepte mecanica cuantică tocmai deoarece ea concordă perfect cu experimentul”[2].
Principiul de incertitudine a lui Werner Heisenberg afirmă că nu putem afla simultan, cu precizie oricît de bună, atît poziţia cît şi impulsul unei particule. Explicaţia simplă este că încercarea de a măsura sau restrînge poziţia unei particule afectează impulsul ei şi viceversa.
„Se pare totuşi că principiul de incertitudine constituie o caracteristică fundamentală a universului în care trăim” scrie reputatul fizician Stephen Hawking, cu toate că Einstein a refuzat să creadă în realitatea mecanicii cuantice.
Principiul de incertitudine a lui Werner Heisenberg afirmă că nu putem afla simultan, cu precizie oricît de bună, atît poziţia cît şi impulsul unei particule. Explicaţia simplă este că încercarea de a măsura sau restrînge poziţia unei particule afectează impulsul ei şi viceversa.
„Se pare totuşi că principiul de incertitudine constituie o caracteristică fundamentală a universului în care trăim” scrie reputatul fizician Stephen Hawking, cu toate că Einstein a refuzat să creadă în realitatea mecanicii cuantice.
Conform mecanicii cuantice, particulele se comportă în anumite privinţe ca undele (comportare ondulatorie), fizicienii vorbind de dualitatea undă/particulă.
Conform principiului complementarităţii, constituienţii elementari ai materiei cum ar fi electronii sunt entităţi cu chip dublu; ei ne apar:
10 când ca particule de materie solidă
20 când ca unde imateriale.
Toate particulele fundamentale ale materiei se află într-o continuă mişcare ondulatorie, ceea ce înseamnă vibraţie. Potrivit mecanicii cuantice, ele pot fi în două locuri în acelaşi timp.
Spre deosebire de fizica clasică, fizica cuantică a demonstrat că structura, ţesătura Universului este constituită de câmpuri. Câmpurile sunt ceva imaterial, ne fiind nici energie şi nici forţă ci suma efectelor care le crează o particulă elementară.
Astfel, toate obiectele care ne înconjoară nu sunt altceva decât un ansablu de câmpuri (elecromagnetic, gravitaţional, protonic şi electronic).
În mecanica cuantică, se consideră că toate forţele sau interacţiunile dintre particulele de materie sunt purtate de particule.
Teoria cuantică stă în aproape toate cazurile la baza ştiinţei şi tehnologiei moderne cum sunt fizica atomică, fizica stării solide şi fizica nucleară şi fizica particulelor elementare, dar şi ramuri înrudite precum chimia cuantică. Teoria cuantică guvernează comportarea tranzistorilor şi a circuitelor integrate şi constituie baza chimiei şi biologiei moderne.
Există patru forţe ale naturii:
- Forţa gravitaţională care este, de departe, cea mai slabă din cele patru forţe;
- Forţa electromagnetică; forţa electromagnetică dintre doi electroni este de cca 1042 de ori mai mare dcât forţa gravitaţională;
- Forţa nucleară slabă;
- Forţa nuclară tare.
Astfel, toate obiectele care ne înconjoară nu sunt altceva decât un ansablu de câmpuri (elecromagnetic, gravitaţional, protonic şi electronic).
În mecanica cuantică, se consideră că toate forţele sau interacţiunile dintre particulele de materie sunt purtate de particule.
Teoria cuantică stă în aproape toate cazurile la baza ştiinţei şi tehnologiei moderne cum sunt fizica atomică, fizica stării solide şi fizica nucleară şi fizica particulelor elementare, dar şi ramuri înrudite precum chimia cuantică. Teoria cuantică guvernează comportarea tranzistorilor şi a circuitelor integrate şi constituie baza chimiei şi biologiei moderne.
Există patru forţe ale naturii:
- Forţa gravitaţională care este, de departe, cea mai slabă din cele patru forţe;
- Forţa electromagnetică; forţa electromagnetică dintre doi electroni este de cca 1042 de ori mai mare dcât forţa gravitaţională;
- Forţa nucleară slabă;
- Forţa nuclară tare.
Numai teoria gravitaţiei – relativitatea generală rămâne singura teorie necuantică: ea nu ia în seamă principiul de incertitudine.
În 1976 a fost sugerată o soluţie posibilă, numită supergravitaţie, pentru a combina relativitatea generală cu principiul de incertitudine. Această teorie „supragravitaţiei” [care se bazează pe faptul că forţa gravitaţională este mult prea mică în raport cu alte forţe (de ex cu forţa electromagnetică) deşi în Univers se manifestă ca o forţă deosebit de mare dar şi a-tot-cuprinzătoare] a postulat că gravitaţia se scurge într-un Univers paralel şi că forţa gravitaţională ce rămâne în Universul nostru este mult diminuată.
Apoi, în 1984 s-au impus aşa-numita teorie a corzilor precum şi teoria membranei.
* * *
Teoria / fizica cuantică a permis unor cercetători fizicieni să emită o serie de teorii referitoare la cauza care a determinat Big-Bang-ul. Demonstraţiile făcute în cadrul şi pe baza teoriei fizicii cuantice precum că o particulă poate fi detectată în două locuri în acelaş timp – de unde concluzia că că particula este într-o permanentă (continuă) vibraţie – a permis ideea că spaţiul şi timpul sunt abstracţiuni, iluzii.
Sorin302
Surse:
St. Hawking – O mai scurtă istorie a timpului
Un comentariu:
Frumos rezumat, dar iti recomand sa nu te opresti la o singura carte, dupa care sa tragi concluzii. Lista mea de carti cuprinde, pana acum, aceste titluri: http://www.estiinta.ro/carti/
Trimiteți un comentariu