Giới thiệu về cơ học lượng tử

Cơ học lượng tử là một khoa học vật lý xử lý hành vi của vật chất và năng lượng trên quy mô của các nguyên tử và các hạt / sóng hạ nguyên tử.

Cơ học lượng tử cũng tạo cơ sở cho sự hiểu biết hiện đại về cách các vật thể rất lớn như sao hay thiên hà hoặc các sự kiện vũ trụ như Vụ nổ lớn có thể được phân tích và giải thích.

Cơ học lượng tử là nền tảng của một số ngành liên quan bao gồm công nghệ nano, vật lý ngưng tụ, hóa học lượng tử, sinh học cấu trúc, vật lý hạt và điện tử.

Thuật ngữ “cơ học lượng tử” lần đầu tiên được đặt ra vào năm 1924 bởi Max Sinh.

Sự chấp nhận của cộng đồng vật lý nói chung về cơ học lượng tử là do dự đoán chính xác của nó về hành vi vật lý của các hệ thống, bao gồm cả các hệ thống mà cơ học Newton đã thất bại.

Ngay cả thuyết tương đối rộng cũng bị hạn chế theo cách mà cơ học lượng tử không để mô tả các hệ ở quy mô nguyên tử hoặc nhỏ hơn, ở năng lượng rất thấp hay rất cao hoặc ở nhiệt độ thấp nhất.

Qua một thế kỷ thử nghiệm và khoa học ứng dụng, lý thuyết cơ học lượng tử đã được chứng minh được nó rất thực tế thành công.

Các nền tảng của cơ học lượng tử có từ đầu những năm 1800 nhưng sự khởi đầu thực sự của ngày QM từ công trình của Max Planck vào năm 1900.

Albert Einstein và Niels Bohr đã sớm có những đóng góp quan trọng cho cái mà ngày nay gọi là “lý thuyết lượng tử cũ”.

Tuy nhiên mãi đến năm 1924, một bức tranh hoàn chỉnh hơn mới xuất hiện với giả thuyết sóng vật chất của Louis de Broglie và tầm quan trọng thực sự của cơ học lượng tử mới trở nên thực sự rõ ràng.

Một số nhà khoa học nổi bật nhất sau đó đóng góp vào giữa những năm 1920 cho cái mà ngày nay gọi là “cơ học lượng tử mới” hay “vật lý mới” là Max Sinh, Paul Dirac, Werner Heisenberg, Wolfgang Pauli và Erwin Schrödinger.

Sau đó lĩnh vực này được mở rộng hơn nữa với công việc của Julian Schwinger, Sin-Itiro Tomonaga và Richard Feynman cho sự phát triển của Điện động lực học lượng tử vào năm 1947 và đặc biệt là của Murray Gell-Mann cho sự phát triển của Chromumnamics.

Sự giao thoa tạo ra các dải màu trên bong bóng không thể được giải thích bằng mô hình mô tả ánh sáng dưới dạng hạt.

Nó có thể được giải thích bằng một mô hình mô tả nó như một làn sóng.

Bản vẽ cho thấy các sóng hình sin giống như các sóng trên mặt nước được phản xạ từ hai bề mặt của một màng có chiều rộng khác nhau nhưng sự mô tả về bản chất sóng của ánh sáng chỉ là một sự tương tự thô.

Các nhà nghiên cứu ban đầu khác nhau trong các giải thích của họ về bản chất cơ bản của cái mà ngày nay chúng ta gọi là bức xạ điện từ.

Một số người cho rằng ánh sáng và các tần số khác của bức xạ điện từ bao gồm các hạt trong khi những người khác khẳng định rằng bức xạ điện từ là một hiện tượng sóng.

Trong vật lý cổ điển những ý tưởng này trái ngược nhau.

Ngay từ những ngày đầu của các nhà khoa học QM đã thừa nhận rằng bản thân nó không thể giải thích được bức xạ điện từ.

Mặc dù thành công của cơ học lượng tử là không thể phủ nhận nhưng nó có một số yếu tố gây tranh cãi. Ví dụ, hành vi của các vật thể siêu nhỏ được mô tả trong cơ học lượng tử rất khác với kinh nghiệm hàng ngày của chúng ta, điều này có thể gây ra một số mức độ hoài nghi.

Hầu hết các vật lý cổ điển hiện nay được công nhận bao gồm các trường hợp đặc biệt của lý thuyết vật lý lượng tử hoặc lý thuyết tương đối.

Dirac đã đưa lý thuyết tương đối vào vật lý lượng tử để nó có thể xử lý đúng các sự kiện xảy ra ở một phần đáng kể tốc độ ánh sáng.

Tuy nhiên, vật lý cổ điển cũng liên quan đến lực hút khối lượng (trọng lực) và chưa ai có thể đưa lực hấp dẫn vào một lý thuyết thống nhất với lý thuyết lượng tử tương đối hóa.

Lưu ý:   Văn bản trên được trích từ bài viết ” Giới thiệu về cơ học lượng tử ” trên Wikipedia , đã được phát hành theo Giấy phép Tài liệu Tự do GNU .
Sep 10, 2020

Những câu chuyện liên quan