علم کوانتومی چه نقشی در زندگی ما دارد؟

کلمه لاتین “کوانتوم” با کلمه “کمیت” مطابقت دارد و به معنای کوچکترین واحد گسسته ممکن از یک ویژگی فیزیکی مانند انرژی و ماده است. اصول فیزیک کوانتومی بیان می کند که اتم و الکترون های آن به دور هسته (ذره بنیادی) در فضای خاصی می چرخند که ما آن را ماده می نامیم.

به گزارش آنا، در فیزیک کوانتومی با حقیقت عجیبی روبرو هستیم. همه چیز در سطح کوانتومی مبتنی بر مشاهده است. در واقع بدون دید و ذهن ناظر، ذره یا اتمی مادی وجود ندارد و واقعیت از طریق فعالیت های ذهنی ما ایجاد و مدیریت می شود! به عبارت دیگر، اگر مردم وجود نداشته باشند; مرزهای اتم نامشخص است و الکترون ها و ذرات بنیادی به امواج تبدیل می شوند و با سرعت زیادی شروع به دور شدن از یکدیگر می کنند و بنابراین تمام واقعیت های محسوس ناپدید می شوند.

برخلاف دیدگاه فیزیک نیوتنی (یا بهتر بگوییم، برخلاف آنچه ما منطقاً فرض می‌کنیم) که واقعیت (جهان مادی) مستقل از ماست، در فیزیک کوانتومی واقعیت کاملاً به ما وابسته است.

در زمینه مکانیک کوانتومی می توان از منظر دیگری به داستان نگاه کرد. کوانتوم از فعل quantized گرفته شده و به معنای “قابل شمارش” است. اگر به اطراف نگاه کنیم، متوجه می شویم که برخی از اجسام قابل شمارش و کوانتیزه هستند. به عنوان مثال، تعداد نوشابه های موجود در یخچال یا تعداد افراد در اتاق محاسبه می شود.

تعداد نوشابه های داخل یخچال نمی تواند سه و نیم باشد. پاسخ به این سوال که چند نوشابه در یخچال وجود دارد فقط می تواند مقدار معینی باشد، به عنوان مثال. ب. یک، دو، سه و غیره، و نه یک مقدار دلخواه. بنابراین پاسخ هایی مانند دو و نیم یا سه و نیم جایز نیست. به طور کلی، مکانیک کوانتومی بر اساس کمیت های قابل شمارش و کوانتیزه شده است.

شناخته شده ترین آزمایش در فیزیک کوانتومی “آزمایش شکاف دوگانه” نامیده می شود. بر اساس آزمایش دو شکافی در فیزیک کوانتومی، زمانی که ذرات مشاهده می شوند، رفتار متفاوتی از خود نشان می دهند.

در ابتدای آزمایش دو ترک در یک دیوار داریم. یکی شکاف ها را می بندیم تا فوتون فقط از تنها شکاف باقی مانده عبور کند، حالا شکاف دوم را درست قبل از اینکه فوتون به سنسور برسد و در واقع روی صفحه نمایان شود باز می کنیم. پس از عبور الکترون از شکاف باز، شکاف بسته را باز کردیم. بنابراین فوتون به طور قطع تنها یک انتخاب داشته و از همان شکاف باز عبور کرده است و بنابراین اطلاعاتی از الگوی تداخل دو شکاف در دست نیست.

منطق به ما می گوید که یک جسم یا ذره مانند است یا موج مانند، صرف نظر از اندازه گیری هایی که انجام می دهیم. با این حال، فیزیک کوانتومی پیش بینی می کند که نتیجه به نحوه اندازه گیری بستگی دارد.

در اینجا ما ویژگی معروف “درهم تنیدگی” را در علوم کوانتومی می بینیم. وقتی درهم تنیدگی اتفاق می افتد، توصیف یک شی بدون در نظر گرفتن شی دیگری امکان پذیر نیست. هر دو با هم مرتبط هستند. حال بیایید این دو جسم را در فواصل مختلف از یکدیگر قرار دهیم. طبق یافته ها فاصله دو سانتی متری یا قطر زمین اهمیتی ندارد. هنگامی که یک شی تغییر می کند، شی دیگر به طور همزمان تغییر متناسبی را تجربه می کند.

فیزیک کوانتومی یک رشته جذاب و پیچیده است که درک ما از جهان را متحول کرده است. علم کوانتومی همه چیز اطراف ما را به شیوه ای متفاوت توصیف می کند. این مفهوم درک ما از واقعیت را با اصول منحصر به فرد خود مانند دوگانگی موج-ذره و درهم تنیدگی به چالش می کشد.

اگرچه فیزیک کوانتومی از نظر تئوری بسیار مبهم است، اما ما از کاربردهای عملی آن سود می بریم. برخی از این برنامه ها به فناوری های آینده مربوط می شوند، برخی دیگر در حال حاضر در دسترس هستند (از فناوری تلفن های هوشمند گرفته تا تصویربرداری پزشکی)!