Само упоминание концепции квантовая физика вызывает замешательство у людей, не являющихся поклонниками точных наук, из-за представления о сложности вопроса, которым занимается наука, и сложности понимания предмета ее изучения. Трудно понять даже, что это на самом деле означает.
Квантовый на латыни означает сколько. Относится к единицам материи и энергии, которые изучаются в квантовой физике. Предметом изучения также являются пространство и время, которые кажутся непрерывными и непрерывными как состояние, но в своих наименьших значениях изменчивы.
Предмет изучения квантовой физики
Квантовая физика слишком сложно объясняет предмет своей деятельности. Он определяется как раздел физики, который занимается изучением квантово-механических и квантовых силовых систем и законов их взаимодействия и движения. Объединяет квантовая механика, квантовая теория поля и квантовая оптика, а также некоторые разделы этих наук.
В таком виде квантовая физика кажется серьезной и скучной наукой, слишком сложной для большинства неспециалистов. Фактически, это прекрасная возможность дать научные ответы на вопросы, которые волнуют всех, особенно, из чего он сделан. мир вокруг нас?
Мы называем то, что видим словом иметь значение но каковы его строительные блоки? Ответ на вопрос вроде бы дается с открытием атома, но сразу же возникает вопрос, нет ли в них ничего другого, даже более мелкой частицы, лежащей в основе всего? Это звучит почти фантастически, не как наука, но это именно то, что входит в область квантовой физики или механики, как она называется.
Эта наука действительно сложная, не только интересная, потому что изучать материю на уровне Суббота, это непростая работа. Нужны эксперименты, наблюдения, инструменты и правильные выводы. Теории, разработанные на протяжении десятилетий, работают над квантовые физики, сложны даже для профессионалов. Им нужно объяснение на более доступном языке.
Основные аспекты науки квантовой физики
Фото: insspirito / pixabay.com
В начале наука квантовой физики был установлен немецким ученым Максом Планком. В 1900 году он представил миру свою квантовую теорию. По ее словам, энергия существует как материя отдельных единиц, а не как постоянная электромагнитная волна. Эти единицы Планк назвал квантами, и поэтому название передается науке.
Планк определяет квант как наименьшее количество энергии. Квантовый свет называют термином фотон. Впоследствии другие физики развили науку. Возникли теории, объясняющие отсутствие фундаментальных различий между теорией и энергией. На атомном и субатомном уровнях оба могут вести себя так, как если бы они были сделаны из частиц или волн.
Эксперименты показали, что электроны и другие элементарные частицы ведут себя не как взаимосвязанные точки, а как небольшие неделимые облака, составляющие единое целое. Это означает, что часть электрона может находиться в одном месте, а другая часть - где угодно. Это подтверждает вывод о том, что положение каждой микрочастицы возможно, но не точно, ее положение просто принято.
Коэффициент неопределенности Гейзенберга
Физик Гейзенберг пришел к выводу, что в любой системе можно определить координаты частицы или ее скорость, но не то и другое одновременно. Мы не определяем где, а какова вероятность того, что эта частица находится в определенном месте. Мы также можем определить скорость, с которой он движется.
При этом каждое воздействие на объект меняет его координаты. Вывод о том, что, наблюдая что-то, мы изменяем его физические процессы, очевиден. Световые волны действуют как частицы, а частицы действуют как волны. Материя может перемещаться из одного места в другое, не перемещаясь через промежуточное пространство, называемое квантовые туннели, и информация немедленно достигает больших расстояний. Это приводит к общему выводу, что Вселенная представляет собой серию различных вероятностей.
Квантовая оптика
Одним из разделов квантовой физики является квантовая оптика. Он касается поведения фотонов и света. Поведение отдельных фотонов зависит от выходного света, и благодаря этому открытию лазер становится возможным.
Квантовая электродинамика
Этот метод исследования определяет, как взаимодействуют фотоны и электроны. Его авторство приписывают нескольким ученым. Квантовая электродинамика имеет ряд предположений о рассеянии фотонов и электронов. Во-первых, этот разброс составляет ровно 11 знаков после запятой.
Единая теория поля
Эта теория представляет собой раздел физики, изучающий поведение квантовых систем, которые имеют бесконечно большие значения до бесконечности. Это основа для описания микрочастиц, способов их трансформации и взаимодействий, в которые они входят. Это основа развития физики элементарных частиц и конденсированного состояния вещества.
Величайшие открытия в квантовой физике за последние годы
Квантовая физика постоянно развивается, и ее открытия становятся все более удивительными. Вот некоторые из них:
- Кристаллы времени - так называемые реальные квантовые объекты, и первый был получен в 2017 году. Это уникальное состояние материи с периодической структурой как в пространстве, так и во времени;
- Самое холодное вещество во Вселенной - это успешная попытка охладить молекулу монофторида кальция до 50 микрокельвин от абсолютного нуля;
- Антивещество - электрический разряд производит гамма-лучи, которые вступают в реакцию с воздухом. В результате реакции образуются радиоизотопы, аналогичные электрону;
- Телепортация на большие расстояния - китайским ученым удалось сделать первые квантовая телепортация пакета информации от базовой станции Земли до спутника, находящегося на орбите. Это означает, что шифрование квантовый интернет и только вопрос времени;
- Самая разбавленная капля во Вселенной - известные нам капли воды образуются в результате действия электромагнитных сил между их молекулами. Они помогают им сохранять форму и не изменять объем, как это происходит с газами. Однако команда квантовых физиков создала каплю, которая настолько разбавлена, что должна иметь проявление газов. Однако эта капля сохраняет форму только за счет сил квантовых колебаний. Создается сила притяжения, настолько мощная, что удерживает молекулы в одной капле;
- Тетраккварк - эта частица состоит из 4 кварков, а не из 3, как обычно в барионах. Он может существовать в чистом виде и даже при условии его массы. Однажды настоящий тетракварк будет зарегистрирован на Земле, и квантовые физики не сомневаются в этом;
- Обращение термодинамической стрелы времени - основной закон термодинамики состоит в том, что тепловые потоки перемещаются от более горячих к более холодным объектам, а не наоборот. Однако ученые экспериментально доказали, что частицами можно манипулировать с помощью законы квантовой физики и меняют направление движения до тех пор, пока квантовая связь между атомами не распадется.
Квантовая физика - это наука, которая может изучать возможности материи и экспериментировать с установленными физическими законами, доказывая, что во Вселенной возможно все.