Kvantfüüsika on keha käitumise uurimine oluline ja energia molekuli, aatomi, tuuma ja veelgi väiksematel mikroskoopilistel tasanditel. 20. sajandi alguses avastasid teadlased, et makroskoopilisi objekte reguleerivad seadused ei toimi sellistes väikestes valdkondades samamoodi.
Mida kvant tähendab?
"Quantum" tuleb ladina keelest, mis tähendab "kui palju". See viitab mateeria ja energia diskreetsetele ühikutele, mida kvantfüüsika ennustab ja jälgib. Isegi ruumi ja aja, mis näib olevat äärmiselt pidev, väärtus on võimalikult väike.
Kes arendas kvantmehaanikat?
Kuna teadlased said tehnoloogia mõõtmiseks suurema täpsusega, täheldati kummalisi nähtusi. Kvantfüüsika sündi omistatakse Max Plancki 1900. aasta paberile musta keha kiirguse kohta. Valdkonna arendamise tegi Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr, Richard Feynman, Werner Heisenberg, Erwin Schroedinger ja teised selle ala valguskunstnikud. Iroonilisel kombel oli Albert Einsteinil kvantmehaanikaga tõsiseid teoreetilisi probleeme ja ta püüdis aastaid seda ümber lükata või muuta.
Mis on kvantfüüsikas erilist?
Kvantfüüsika valdkonnas mõjutab millegi vaatlemine tegelikult toimuvaid füüsilisi protsesse. Valguslained toimivad nagu osakesed ja osakesed toimivad nagu lained (nn laineosakeste duaalsus). Aine võib liikuda ühest punktist teise ilma liikuva ruumi kaudu (nimetatakse kvanttunneldamiseks). Teave liigub koheselt suurte vahemaade taha. Tegelikult avastame kvantmehaanikas, et tegelikult on kogu universum tõenäosuste jada. Õnneks laguneb see suurte objektidega tegelemisel, nagu näitas Schrodingeri kass mõtteeksperiment.
Mis on kvantpöördumine?
Üks peamisi mõisteid on kvantne takerdumine, mis kirjeldab olukorda, kus mitu osakest on seotud nii, et ühe osakese kvantseisundi mõõtmine seab piirangud ka teiste osakeste mõõtmisele. Selle parimaks näiteks on EPR-i paradoks. Ehkki see oli algselt mõtteeksperiment, kinnitati seda nüüd eksperimentaalselt katsetega, mida nimetatakse Belli teoreem.
Kvantoptika
Kvantoptika on kvantfüüsika haru, mis keskendub peamiselt valguse või footonite käitumisele. Kvantoptika tasandil mõjutab üksikute footonite käitumine väljuvat valgust, vastupidiselt sir Isaac Newtoni välja töötatud klassikalisele optikale. Laserid on üks rakendus, mis on kvantoptika uurimisel välja tulnud.
Kvant-elektrodünaamika (QED)
Kvant-elektrodünaamika (QED) on elektronide ja footonite koostoime uurimine. Selle töötasid välja 1940. aastate lõpus Richard Feynman, Julian Schwinger, Sinitro Tomonage ja teised. QED ennustused footonite ja elektronide hajumise kohta on täpsed üheteistkümnendkohani.
Ühtse põlluteooria
Ühtse välja teooria on kogum uurimisteedest, millega üritatakse ühitada kvantfüüsikat Einsteini üldrelatiivsusteooria, püüdes sageli konsolideerida füüsika põhijõud. Mõned tüüpi ühtsed teooriad hõlmavad (osaliselt kattuvad):
- Kvantgravitatsioon
- Silmuse kvantgravitatsioon
- Keelteooria / superstringi teooria / M-teooria
- Suur ühtne teooria
- Supersümmeetria
- Kõigi teooria
Kvantfüüsika muud nimed
Kvantfüüsikat nimetatakse mõnikord kvantmehaanikaks või kvantvälja teooriaks. Sellel on ka erinevaid alamvälju, nagu eespool käsitletud, mida mõnikord kasutatakse kvantfüüsikaga vaheldumisi, ehkki kvantfüüsika on tegelikult kõigi nende erialade laiem mõiste.
Olulisemad järeldused, katsed ja põhilised selgitused
Varasemad leiud
- Musta keha kiirgus
- Fotoelektriline efekt
Laineosakeste duaalsus
- Noore topeltpiluga katse
- De Broglie hüpotees
Comptoni efekt
Heisenbergi ebakindluse põhimõte
Põhjuslikkus kvantfüüsikas - mõttekatsed ja tõlgendused
- Kopenhaageni tõlgendus
- Schrodingeri kass
- EPR-i paradoks
- Mitme maailma tõlgendus