Portalda reklam

Kvant sahə nəzəriyyəsi. Butaforlar üçün kvant fizikası: sadə sözlərlə mahiyyət. Hətta uşaq da başa düşəcək. Daha doğrusu, xüsusilə uşaq! Kvant nəzəriyyəsi bunu deyir

Böyük İsaak Nyutonun işığın təbiəti haqqında fərziyyələrini təkzib edən nümayiş heyrətamiz dərəcədə sadə idi. İngilis fiziki Tomas Yanq 1803-cü ilin noyabrında Londonda Kral Cəmiyyətinin üzvlərinə indi ikiqat yarıq təcrübəsi və ya Gəncin təcrübəsi kimi tanınan şeyi təsvir edərək, "Günəşin parladığı yerdə bu asanlıqla təkrarlana bilər" dedi. Yunq çətin yollar axtarmırdı və təcrübəsindən şou göstərmirdi. O, sadəcə olaraq, əlindəki adi materiallardan istifadə edərək işığın dalğa təbiətini nümayiş etdirmək üçün zərif və həlledici təcrübə ilə çıxış etdi və bununla da Nyutonun işığın cisimciklərdən və ya hissəciklərdən ibarət olması nəzəriyyəsini təkzib etdi.

Jung təcrübəsi.

Young eksperimenti (ikiqat yarıq təcrübəsi)- Thomas Young tərəfindən aparılan və işığın dalğa nəzəriyyəsinin eksperimental sübutu olan təcrübə.

Təcrübədə monoxromatik işıq şüası iki paralel yarığı olan qeyri-şəffaf ekran ekranına yönəldilir və bunun arxasında proyeksiya ekranı quraşdırılır. Yarıqların eni təxminən yayılan işığın dalğa uzunluğuna bərabərdir. Proyeksiya ekranı bir sıra alternativ müdaxilə saçaqları yaradır. İşığın müdaxiləsi dalğa nəzəriyyəsinin doğruluğunu sübut edir.

Lakin 1900-cü illərin əvvəllərində kvant fizikasının doğulması işığın fotonlar adlandırdığımız kiçik, bölünməz vahidlərdən və ya kvantlardan ibarət olduğunu aydınlaşdırdı. Gəncin tək fotonları, hətta elektron və neytron kimi ayrı-ayrı maddə hissəciklərini nümayiş etdirən təcrübəsi insanlığı reallığın özünün təbiəti haqqında düşünməyə məcbur etdi. Bəziləri hətta bu təcrübədən kvant dünyasının insan şüurundan təsirləndiyini və Kainatın ontologiyasındakı yerimizi düşünmək üçün zehinlərə qida verdiyini iddia etmək üçün istifadə etdilər. Bəs adi bir təcrübə həqiqətən hamının dünyagörüşünün belə dəyişməsinə səbəb ola bilərmi?

Şübhəli ölçü anlayışı

Təcrübənin müasir təfsirində monoxromatik işıq şüası iki paralel yarıq olan qeyri-şəffaf ekran ekranına yönəldilir və bunun arxasında proyeksiya ekranı quraşdırılır. O, yuvalardan keçən hissəciklərin təsirini qeydə alır. Fotonlar vəziyyətində, bu, foto lövhəsidir. Məntiqlə, fotonların bu və ya digər yarıqdan keçib onların arxasında yığılmasını gözləmək olardı.

Amma bu doğru deyil. Onlar ekranın müəyyən hissələrinə gedirlər və sadəcə olaraq başqalarından qaçırlar, alternativ işıq və qaranlıq zolaqlar yaradırlar - sözdə müdaxilə saçaqları. Onlar iki dalğa dəsti üst-üstə düşdüyündə əmələ gəlir. Dalğaların eyni fazada olduğu yerlərdə amplituda əlavə olunacaq və müdaxilənin gücləndirilməsi ilə nəticələnəcək - işıq zolaqları. Dalğalar fazadan çıxdıqda, zəifləyən müdaxilə baş verir - qaranlıq saçaqlar.

Ancaq hər iki yarıqdan keçəcək yalnız bir foton var. Sanki bir foton hər iki yarıqdan eyni anda keçib özünə müdaxilə edir. Bu klassik şəkilə uyğun gəlmir.

Riyazi nöqteyi-nəzərdən hər iki yarıqdan keçən foton fiziki hissəcik və ya fiziki dalğa deyil, dalğa funksiyası deyilən bir şeydir - fotonun vəziyyətini (bu halda onun mövqeyini) ifadə edən mücərrəd riyazi funksiyadır. Dalğa funksiyası dalğa kimi davranır. O, hər iki yarığı vurur və hər birindən yeni dalğalar çıxır, yayılır və nəticədə bir-biri ilə toqquşur. Birləşdirilmiş dalğa funksiyası fotonun harada yerləşəcəyi ehtimalını hesablamaq üçün istifadə edilə bilər.

Jacob Biamonte, Skoltech, - kvant kompüterlərinin hazırda nə edə biləcəyi haqqında

Fotonun iki dalğa funksiyasının artan müdaxilə yaratdığı yerdə olması çox ehtimal olunur və zəifləyən müdaxilə bölgələrində olması ehtimalı azdır. Ölçmə - bu halda dalğa funksiyasının foto lövhəsi ilə qarşılıqlı təsiri - dalğa funksiyasının "yıxılması" və ya von Neumann reduksiyası adlanır. Bu proses fotonun əmələ gəldiyi yerlərdən birində ölçmə zamanı baş verir.

Von Neumann azaldılması (dalğa funksiyasının azalması və ya çökməsi)- ölçmə zamanı baş verən obyektin kvant vəziyyətinin (dalğa funksiyasının) təsvirində ani dəyişiklik. Bu proses mahiyyət etibarı ilə qeyri-lokal olduğundan və dəyişikliyin aniliyi qarşılıqlı təsirlərin işıq sürətindən daha sürətli yayılmasını nəzərdə tutduğundan, onun fiziki proses deyil, riyazi təsvir üsulu olduğuna inanılır.

İnsanın müşahidə etmədiyi heç bir şey yoxdur

Dalğa funksiyasının qəribə görünən bu çökməsi kvant mexanikasında bir çox çətinliklərin mənbəyidir. İşığın keçməsindən əvvəl tək bir fotonun hara bitəcəyini dəqiq söyləmək mümkün deyil. Sıfır olmayan ehtimalla hər yerdə görünə bilər. Mənbədən ekranda bir nöqtəyə qədər fotonun trayektoriyasını çəkmək mümkün deyil. Fotonun trayektoriyasını proqnozlaşdırmaq mümkün deyil;

Verner Heyzenberq, digər alimlər kimi, riyazi nöqteyi-nəzərdən reallığın müşahidəçi olmayana qədər mövcud olmadığını irəli sürdü.

"Obyektiv real dünya ideyası, hissələri daş və ya ağac kimi mövcud olan və onları müşahidə edib-etməməyimizdən asılı olmayaraq mümkün deyil" deyə yazdı. John Wheeler ikiqat yarıq təcrübəsinin bir versiyasından da istifadə etdi ki, “heç bir elementar kvant hadisəsi başqaları tərəfindən şahidi olmayana qədər (“müşahidə edilə bilən”) həqiqətən kvant hadisəsi deyildir.

Verner Karl Heyzenberq kvant nəzəriyyəsi üzrə bir sıra fundamental əsərlərin müəllifidir: o, matris mexanikasının əsaslarını qoyub, qeyri-müəyyənlik əlaqəsini formalaşdırıb, ferromaqnetizm problemlərinə kvant mexanikasının formalizmini, anomal Zeeman effekti və s. tətbiq edib.

Sonralar o, kvant elektrodinamikasının (Heyzenberq-Pauli nəzəriyyəsi) və kvant sahə nəzəriyyəsinin (S-matris nəzəriyyəsi) inkişafında fəal iştirak etmiş və həyatının son onilliklərində vahid sahə nəzəriyyəsi yaratmağa cəhdlər etmişdir. Heyzenberq nüvə qüvvələrinin ilk kvant mexaniki nəzəriyyələrindən birinə sahibdir. İkinci Dünya Müharibəsi illərində Almaniyanın nüvə layihəsinin aparıcı nəzəriyyəçisi idi.

John Archibald Wheeler bir neçə termin təqdim etdi (kvant köpüyü, neytron moderasiyası), o cümlədən sonradan elm və elmi fantastikada geniş yayılmış iki termin - qara dəlik və soxulcan dəliyi.

Lakin kvant nəzəriyyəsi “ölçmənin” nə olması lazım olduğunu qətiyyən ifadə etmir. Sadəcə olaraq, klassik və yanlış ölçmə arasındakı incə xəttin harada olduğunu müəyyən etmədən, ölçmə cihazının klassik olması lazım olduğunu iddia edir. Bu, insan şüurunun dalğa funksiyasının dağılmasına səbəb olması fikrinin tərəfdarlarının meydana çıxmasına səbəb olur. 2018-ci ilin may ayında Henry Stapp və həmkarları iddia etdilər ki, ikiqat yarıq təcrübəsi və onun müasir variantları kvant nəzəriyyəsini və hər bir insanın zehninin maddi dünyanın əsasını təşkil etməsi fikrini anlamlandırmaq üçün “şüurlu müşahidəçinin əvəzolunmaz ola biləcəyini” göstərir.

Lakin bu təcrübələr empirik sübut deyil. İkiqat yarıq təcrübəsində edə biləcəyiniz tək şey ehtimalı hesablamaqdır. Təcrübədə ehtimal on minlərlə eyni fotonda görünsə, dalğa funksiyasının çökdüyünü iddia etmək olar - ölçmə adlı şübhəli proses sayəsində. Bütün bunlar edilə bilər.

İnsandan asılı olmayaraq

Bundan əlavə, Young təcrübəsini şərh etməyin başqa yolları da var. Məsələn, reallığın həm dalğa, həm də hissəcik olduğunu bildirən de Broglie-Bohm nəzəriyyəsi. Foton isə həmişə müəyyən ilkin mövqe ilə qoşa yarığa yönəldilir və bu və ya digər yarıqdan keçir. Buna görə də hər bir fotonun trayektoriyası var. Buna hər iki yarıqdan keçən pilot dalğanın yayılması deyilir, müdaxilə baş verir və sonra pilot dalğa fotonu gücləndirici müdaxilə bölgəsinə yönəldir.

İki yarıqdan keçən elektron üçün Bohm trayektoriyaları. Bənzər bir şəkil tək fotonların zəif ölçmələrindən də ekstrapolyasiya edilmişdir.Şəkil: kvant fizikası

Bütün mümkün konfiqurasiyalar məkanında dalğa funksiyasına əlavə olaraq, de Broglie-Bohm nəzəriyyəsi hətta ölçülmədən mövcud olan real konfiqurasiyanı irəli sürür. Burada dalğa funksiyası hər iki yarıq üçün müəyyən edilir, lakin hər bir hissəcik tam olaraq bir yarıqdan keçən dəqiq müəyyən edilmiş trayektoriyaya malikdir. Hissəciyin detektor ekranındakı son vəziyyəti və onun keçdiyi yarıq hissəciyin ilkin mövqeyi ilə müəyyən edilir. Belə bir ilkin mövqe eksperimentator tərəfindən bilinməz və ya idarə oluna bilməz, belə ki, aşkarlama modelində təsadüfi bir görünüş var.

1979-cu ildə Chris Dewdney və onun Birbek Kollecindəki həmkarları iki yarıqdan keçən hissəciklərin nəzəri trayektoriyalarını modelləşdirdilər. Son on ildə eksperimentçilər zəif ölçmə adlanan kifayət qədər mübahisəli metoddan istifadə etməklə belə trayektoriyaların mövcud olduğuna əmin oldular. Ziddiyyətlərə baxmayaraq, təcrübələr göstərir ki, de Broglie-Bohm nəzəriyyəsi kvant dünyasının davranışını izah edir.

Birkbeck (London Universiteti)- ali təhsilin təmin edilməsi üzrə ixtisaslaşan axşam kursları olan elmi-tədqiqat və təhsil müəssisəsi. London Universitetinin bir hissəsidir.

Bu ölçmələrin əsas cəhəti nəzəriyyənin müşahidəçilərə, ölçmələrə və ya insan iştirakına ehtiyac duymamasıdır.

Sözdə çökmə nəzəriyyələri dalğa funksiyalarının dağılmasının təsadüfi baş verdiyini iddia edirlər. Kvant sistemində nə qədər çox hissəcik varsa, bir o qədər çox olur. Müşahidəçilər sadəcə olaraq nəticəni qeyd edirlər. Vyana Universitetindəki Markus Arndt komandası bu nəzəriyyələri daha böyük və daha böyük hissəcikləri yarıqlardan göndərərək sınaqdan keçirdi. Çöküş nəzəriyyələri bildirir ki, maddə hissəcikləri müəyyən miqdardan daha çox kütlə olduqda, eyni anda hər iki yarıqdan keçən kvant sahəsində qala bilməzlər, bu, müdaxilə modelini məhv edəcəkdir. Arndt komandası yarıqlardan 800-dən çox atomu olan bir hissəciyi göndərdi və işıq intensivliyinin yenidən paylanması baş verdi. Kritik dəyərin axtarışı davam edir.

Rocer Penrose-un çökmə nəzəriyyəsinin öz versiyası var: kvant sahəsində cismin kütləsi nə qədər yüksək olarsa, qravitasiya qeyri-sabitliyi səbəbindən o, bir vəziyyətdən digərinə daha tez dəyişəcək. Yenə deyirəm, bu, insanın müdaxiləsini tələb etməyən bir nəzəriyyədir. Şüurun bununla heç bir əlaqəsi yoxdur. Santa Barbara, Kaliforniya Universitetində Dirk Bouwmeester, Young təcrübəsi ilə Penrose-un ideyasını sınayır.

Əsasən, ideya yalnız bir fotonu hər iki yarıqdan keçməyə məcbur etmək deyil, həm də yarıqlardan birini superpozisiyaya məcbur etməkdir - eyni zamanda iki yerdə. Penrose görə, yerdəyişmiş yarıq ya superpozisiyada qalacaq, ya da foton keçərkən dağılacaq və bu, müxtəlif növ müdaxilə nümunələrinə gətirib çıxaracaq. Çökmə çatların ölçüsündən asılı olacaq. Bouwmeester on ildir ki, bu təcrübə üzərində işləyir və tezliklə Penrose-un iddialarını təsdiq və ya təkzib edə biləcək.

Kvant kompüteri genetikanın sirlərini açacaq

Əgər inqilabi bir şey baş verməsə, bu təcrübələr göstərəcək ki, biz hələ reallığın təbiəti haqqında mütləq biliyə iddia edə bilmərik. Hətta cəhdlər riyazi və ya fəlsəfi cəhətdən motivasiya olunsa belə. Kvant nəzəriyyəsinin mahiyyəti ilə razılaşmayan və dalğa funksiyalarının dağılmasının baş verdiyini iddia edən nevroloqların və filosofların gəldiyi nəticələr ən yaxşı halda vaxtından əvvəl, ən pis halda isə səhvdir və yalnız hamını çaşdırır.

Fizika bizə ətrafımızdakı dünya haqqında obyektiv anlayış verir və onun qanunları mütləqdir və sosial statusundan və şəxslərdən asılı olmayaraq, istisnasız olaraq bütün insanlara şamil edilir.

Ancaq bu elm haqqında belə bir anlayış həmişə mövcud deyildi. 19-cu əsrin sonlarında klassik fizikanın qanunlarına əsaslanan qara fiziki cismin şüalanması nəzəriyyəsinin yaradılması istiqamətində ilk qeyri-mümkün addımlar atıldı. Bu nəzəriyyənin qanunlarından belə nəticə çıxırdı ki, maddə istənilən temperaturda müəyyən elektromaqnit dalğaları buraxmalı, amplitudu mütləq sıfıra endirməli və xassələrini itirməlidir. Başqa sözlə, radiasiya ilə müəyyən bir element arasında istilik tarazlığı mümkün deyildi. Ancaq belə bir bəyanat real gündəlik təcrübə ilə ziddiyyət təşkil edirdi.

Kvant fizikası daha ətraflı və başa düşülən şəkildə aşağıdakı kimi izah edilə bilər. İstənilən dalğa spektrinin elektromaqnit radiasiyasını udmağa qadir olan tamamilə qara cismin tərifi var. Onun radiasiyasının uzunluğu yalnız temperaturu ilə müəyyən edilir. Təbiətdə çuxurlu qeyri-şəffaf qapalı maddəyə uyğun gələn tamamilə qara cisimlər ola bilməz. Qızdırıldıqda, elementin hər hansı bir hissəsi parlamağa başlayır və dərəcənin daha da artması ilə qırmızı, sonra isə ağ olur. Rəng praktiki olaraq maddənin xüsusiyyətlərindən asılı deyil, tamamilə qara bir cisim üçün yalnız onun temperaturu ilə xarakterizə olunur.

Qeyd 1

Kvant konsepsiyasının inkişafının növbəti mərhələsi Plank fərziyyəsi ilə tanınan A.Eynşteynin təlimi olmuşdur.

Bu nəzəriyyə alimə klassik fizikanın hüdudlarına sığmayan unikal fotoelektrik effektin bütün qanunlarını izah etməyə imkan verdi. Bu prosesin mahiyyəti elektromaqnit şüalanmasının sürətli elektronlarının təsiri altında maddənin yox olmasıdır. Buraxılan elementlərin enerjisi udulmuş şüalanma əmsalından asılı deyil və onun xüsusiyyətləri ilə müəyyən edilir. Bununla belə, buraxılan elektronların sayı şüaların doymasından asılıdır

Tezliklə təkrarlanan təcrübələr Eynşteynin təlimlərini təkcə fotoelektrik effekt və işıqla deyil, həm də rentgen şüaları və qamma şüaları ilə təsdiqlədi. 1923-cü ildə kəşf edilmiş A.Kompton effekti diapazonun və dalğa uzunluğunun artması ilə müşayiət olunan sərbəst, kiçik elektronlar üzərində elektromaqnit şüalarının elastik səpilməsinin təşkili vasitəsilə müəyyən fotonların mövcudluğu haqqında yeni faktları ictimaiyyətə təqdim etdi.

Kvant sahə nəzəriyyəsi

Bu doktrina mexaniki konsepsiyanın ümumi hərəkətini göstərmək üçün son dərəcə vacib olan müəyyən sayda müstəqil koordinatları qəbul edən kvant sistemlərinin elmdə sərbəstlik dərəcələri adlanan çərçivəyə daxil edilməsi prosesini müəyyən etməyə imkan verir.

Sadə sözlə desək, bu göstəricilər hərəkətin əsas xüsusiyyətləridir. Qeyd etmək lazımdır ki, elementar hissəciklərin ahəngdar qarşılıqlı təsiri sahəsində maraqlı kəşfləri neytral cərəyanı, yəni leptonlar və kvarklar arasındakı əlaqə prinsipini kəşf edən tədqiqatçı Stiven Vaynberq etmişdir. 1979-cu ildə kəşfinə görə fizik Nobel mükafatı laureatı oldu.

Kvant nəzəriyyəsində atom nüvədən və xüsusi elektron buludundan ibarətdir. Bu elementin əsasına atomun özünün demək olar ki, bütün kütləsi daxildir - 95 faizdən çox. Nüvə, atomun özünün bir hissəsi olduğu kimyəvi elementi təyin edən müstəsna müsbət yükə malikdir. Atomun quruluşunda ən qeyri-adi cəhət ondan ibarətdir ki, nüvə, demək olar ki, bütün kütləsini təşkil etsə də, həcminin yalnız on mində birini təşkil edir. Buradan belə nəticə çıxır ki, həqiqətən də atomda çox az sıx maddə var və kosmosun qalan hissəsini elektron buludu tutur.

Kvant nəzəriyyəsinin şərhləri - tamamlayıcılıq prinsipi

Kvant nəzəriyyəsinin sürətli inkişafı belə elementlər haqqında klassik fikirlərin köklü dəyişməsinə səbəb oldu:

  • maddənin quruluşu;
  • elementar hissəciklərin hərəkəti;
  • səbəb əlaqəsi;
  • boşluq;
  • vaxt;
  • idrakın təbiəti.

İnsanların şüurunda baş verən bu cür dəyişikliklər dünya mənzərəsinin köklü şəkildə daha aydın konsepsiyaya çevrilməsinə kömək etdi. Maddi hissəciyin klassik təfsiri ətraf mühitdən qəfil sərbəst buraxılması, öz hərəkətinin olması və kosmosda müəyyən bir yer olması ilə xarakterizə olunurdu.

Kvant nəzəriyyəsində elementar hissəcik daxil olduğu sistemin ən mühüm hissəsi kimi təqdim olunmağa başladı, lakin eyni zamanda onun öz koordinatları və impulsları yox idi. Hərəkətin klassik idrakında əvvəlcədən planlaşdırılmış trayektoriya üzrə özlərinə eyni qalan elementlərin köçürülməsi təklif edilirdi.

Hissəciklərin bölünməsinin qeyri-müəyyən təbiəti hərəkətin belə bir baxışından imtina etməyi zəruri etdi. Klassik determinizm öz yerini statistik istiqamətə aparıcı mövqeyə verdi. Əgər əvvəllər bir elementdəki bütün bütöv komponent hissələrinin ümumi sayı kimi qəbul edilirdisə, kvant nəzəriyyəsi atomun fərdi xüsusiyyətlərinin sistemdən asılılığını təyin etdi.

İntellektual prosesin klassik dərk edilməsi maddi obyektin özündə tam mövcud olması ilə bilavasitə bağlı idi.

Kvant nəzəriyyəsi sübut etdi:

  • obyekt haqqında biliklərin asılılığı;
  • tədqiqat prosedurlarının müstəqilliyi;
  • bir sıra fərziyyələr üzrə hərəkətlərin tamlığı.

Qeyd 2

Bu anlayışların mənası əvvəlcə aydın deyildi və buna görə də kvant nəzəriyyəsinin əsas müddəaları həmişə müxtəlif şərhlər, eləcə də müxtəlif şərhlər almışdır.

Kvant statistikası

Kvant və dalğa mexanikasının inkişafı ilə paralel olaraq kvant nəzəriyyəsinin digər komponentləri - çoxlu sayda hissəcikləri özündə birləşdirən kvant sistemlərinin statistikası və statistik fizikası sürətlə inkişaf edirdi. Konkret elementlərin hərəkətinin klassik üsulları əsasında onların bütövlüyünün davranışı nəzəriyyəsi – klassik statistika yaradılmışdır.

Kvant statistikasında eyni təbiətli iki hissəciyi fərqləndirmək imkanı tamamilə yoxdur, çünki bu qeyri-sabit konsepsiyanın iki vəziyyəti bir-birindən yalnız eynilik prinsipinin özünə təsir gücünə malik hissəciklərin yenidən təşkili ilə fərqlənir. Kvant sistemləri klassik elmi sistemlərdən əsasən beləcə fərqlənir.

Kvant statistikasının kəşfində mühüm nəticə hər hansı bir sistemin bir hissəsi olan hər bir hissəciyin eyni elementlə eyni olmadığına dair müddəadır. Bu, sistemlərin konkret seqmentində maddi obyektin xüsusiyyətlərinin müəyyən edilməsi vəzifəsinin vacibliyini nəzərdə tutur.

Kvant fizikası ilə klassik arasındakı fərq

Deməli, kvant fizikasının klassik fizikadan tədricən uzaqlaşması zaman və məkanda baş verən ayrı-ayrı hadisələri izah etməkdən imtina etməkdən, onun ehtimal dalğaları ilə statistik metoddan istifadə etməkdən ibarətdir.

Qeyd 3

Klassik fizikanın məqsədi müəyyən bir sahədə ayrı-ayrı obyektləri təsvir etmək və bu obyektlərin zamanla dəyişməsini tənzimləyən qanunları formalaşdırmaqdır.

Fiziki fikirlərin qlobal şəkildə dərk edilməsində elmdə kvant fizikası xüsusi yer tutur. İnsan şüurunun ən yaddaqalan yaradıcılığı arasında elektrodinamika, mexanika və cazibə nəzəriyyəsini birləşdirən tamamilə yeni istiqamətlər konsepsiyası olan nisbilik nəzəriyyəsi - ümumi və xüsusi nəzəriyyədir.

Kvant nəzəriyyəsi nəhayət klassik ənənələrlə əlaqəni kəsə bildi, yeni, universal dil və qeyri-adi düşüncə tərzi yarada bildi, alimlərə mikrodünyaya onun enerjili komponentləri ilə nüfuz etməyə və klassik fizikada olmayan spesifiklikləri təqdim etməklə onun tam təsvirini verməyə imkan verdi. Bütün bu üsullar son nəticədə bütün atom proseslərinin mahiyyətini daha ətraflı başa düşməyə imkan verdi və eyni zamanda, elmə təsadüfilik və gözlənilməzlik elementini gətirən də məhz bu nəzəriyyə idi.

KVANT NƏZƏRİYYƏSİ

KVANT NƏZƏRİYYƏSİ

əsasları 1900-cü ildə fizik Maks Plank tərəfindən qoyulmuş nəzəriyyə. Bu nəzəriyyəyə görə, atomlar həmişə radiasiya enerjisini yalnız hissə-hissə, kəsikli olaraq, yəni müəyyən kvantlarda (enerji kvantları) yayırlar və ya alırlar ki, onların enerji miqdarı onun salınma tezliyinə (işığın sürətinin dalğa uzunluğuna bölünməsinə) bərabərdir. Plank hərəkəti ilə vurulan müvafiq radiasiya növü (bax. Sabit, Mikrofizika, və Kvant mexanikası). Kvant nəzəriyyəsi (Eynşteyn tərəfindən) işığın kvant nəzəriyyəsinin (işığın korpuskulyar nəzəriyyəsi) əsası kimi qoyulmuşdur, ona görə işıq da işıq sürəti ilə hərəkət edən kvantlardan (işıq kvantları, fotonlar) ibarətdir.

Fəlsəfi ensiklopedik lüğət. 2010 .


Digər lüğətlərdə "KVANT NƏZƏRİYYƏSİ" nin nə olduğuna baxın:

    Onun aşağıdakı alt bölmələri var (siyahı natamamdır): Kvant mexanikası Cəbri kvant nəzəriyyəsi Kvant sahə nəzəriyyəsi Kvant elektrodinamika Kvant xromodinamikası Kvant termodinamikası Kvant cazibəsi Superstring nəzəriyyəsi Həmçinin bax... ... Wikipedia

    KVANT NƏZƏRİYYƏSİ, NİSİYYƏT nəzəriyyəsi ilə birləşərək 20-ci əsr boyu fizikanın inkişafı üçün əsas təşkil edən bir nəzəriyyədir. O, MADDƏ ilə ENERJİ arasındakı əlaqəni dərin və ya atomaltı hissəciklər səviyyəsində təsvir edir, həmçinin... ... Elmi-texniki ensiklopedik lüğət

    kvant nəzəriyyəsi- Tədqiqatın başqa bir yolu maddə ilə şüalanmanın qarşılıqlı təsirini öyrənməkdir. “Kvant” termini M. Plankın (1858 1947) adı ilə bağlıdır. Bu, “qara cisim” problemidir (bütün enerjini toplayan obyekt üçün mücərrəd riyazi anlayış... Qərb fəlsəfəsi mənşəyindən bu günə qədər

    Kvant mexanikasını, kvant statistikasını və kvant sahə nəzəriyyəsini birləşdirir... Böyük ensiklopedik lüğət

    Kvant mexanikasını, kvant statistikasını və kvant sahə nəzəriyyəsini özündə birləşdirir. * * * KVANT NƏZƏRİYYƏSİ KVANT NƏZƏRİYYƏSİ kvant mexanikasını (bax. KVANT MEXANİKASI), kvant statistikasını (bax. KVANT STATİSTİKASI) və kvant sahə nəzəriyyəsini birləşdirir... ... ensiklopedik lüğət

    kvant nəzəriyyəsi- kvantinė teorija statusas T sritis fizika attikmenys: engl. kvant nəzəriyyəsi vok. Quantentheorie, f rus. kvant nəzəriyyəsi, f pranc. theorie des quanta, f; theorie quantique, f … Fizikos terminų žodynas

    Fizik. kvant mexanikasını, kvant statistikasını və kvant sahə nəzəriyyəsini birləşdirən nəzəriyyə. Hamısı radiasiyanın diskret (fasiləsiz) strukturu ideyasına əsaslanır. Kvant nəzəriyyəsinə görə, hər hansı bir atom sistemi müəyyən ... ... yerləşə bilər. Təbiət elmi. ensiklopedik lüğət

    Kvant sahə nəzəriyyəsi sonsuz sayda sərbəstlik dərəcəsi olan sistemlərin kvant nəzəriyyəsidir (fiziki sahələr (Bax: Fiziki sahələr)). Təsvir problemi ilə əlaqədar olaraq kvant mexanikasının ümumiləşdirilməsi (Bax: Kvant mexanikası) kimi yaranan Qt.p.... Böyük Sovet Ensiklopediyası

    - (QFT), relativistik kvant. fizika nəzəriyyəsi sonsuz sayda sərbəstlik dərəcəsi olan sistemlər. Belə bir elektrik sisteminin nümunəsi. mag. sahə, tam təsviri üçün istənilən an elektrik intensivliyini təyin etmək lazımdır. və mag. hər nöqtədə sahələr... Fiziki ensiklopediya

    KVANT SAHƏ NƏZƏRİYYƏSİ. Tərkibi: 1. Kvant sahələri.................. 3002. Sərbəst sahələr və dalğa-hissəcik ikiliyi................... 3013 Qarşılıqlı təsir sahələri.......3024. Təhlükə nəzəriyyəsi.............. 3035. Divergensiyalar və... ... Fiziki ensiklopediya

Kitablar

  • Kvant nəzəriyyəsi
  • Kvant nəzəriyyəsi, Bohm D. Kitab sistematik olaraq qeyri-relativistik kvant mexanikasını təqdim edir. Müəllif fiziki məzmunu ətraflı təhlil edir və ən mühümlərindən birinin riyazi aparatını ətraflı araşdırır...
  • Kvant sahəsi nəzəriyyəsi Yaranması və inkişafı Ən riyaziləşdirilmiş və mücərrəd fiziki nəzəriyyələrdən biri ilə tanışlıq Məsələ 124, Qriqoryev V. Kvant nəzəriyyəsi dövrümüzün fiziki nəzəriyyələrinin ən ümumisi və ən dərinidir. Maddə haqqında fiziki təsəvvürlərin necə dəyişdiyi, kvant mexanikasının necə yarandığı, sonra isə kvant mexanikasının...

Bu məsələ ilə maraqlanan heç kimə Vikipediya materialına müraciət etməyi məsləhət görmürəm.
Orada hansı yaxşı şeyləri oxuyacağıq? Vikipediya qeyd edir ki, “kvant sahə nəzəriyyəsi” “sonsuz sayda sərbəstlik dərəcəsi olan kvant sistemlərinin davranışını öyrənən fizikanın bir qolu - kvant (və ya kvantlaşdırılmış) sahələr; mikrohissəciklərin, onların qarşılıqlı təsirlərinin və çevrilmələrinin təsviri üçün nəzəri əsasdır”.

1. Kvant sahə nəzəriyyəsi: İlk aldatma. Öyrənmək, nə deyirsinizsə, başqa elm adamları tərəfindən artıq toplanmış məlumatları qəbul etmək və mənimsəməkdir. Bəlkə “araşdırma” demək istəyirdilər?

2. Kvant sahə nəzəriyyəsi: İkinci aldatma. Bu nəzəriyyənin heç bir nəzəri nümunəsində sonsuz sayda sərbəstlik dərəcələri yoxdur və ola da bilməz. Sonlu sayda sərbəstlik dərəcəsindən sonsuz sayda keçid yalnız kəmiyyət deyil, həm də keyfiyyət nümunələri ilə müşayiət olunmalıdır. Alimlər tez-tez aşağıdakı formada ümumiləşdirmələr edirlər: "N = 2-yə nəzər salın, bundan sonra asanlıqla N = sonsuzluğa ümumiləşdirə bilərik." Üstəlik, bir qayda olaraq, əgər müəllif N=2 üçün məsələni həll edibsə (və ya demək olar ki, həll edibsə), ona elə gəlir ki, o, ən çətin işin öhdəsindən gəlib.

3. Kvant sahə nəzəriyyəsi: Üçüncü aldatma. “Kvant sahəsi” və “kvantlaşdırılmış sahə” iki böyük fərqdir. Gözəl qadınla zinətli qadın arasında olduğu kimi.

4. Kvant sahə nəzəriyyəsi: Dördüncü aldatma. Mikrohissəciklərin çevrilməsi haqqında. Başqa bir nəzəri səhv.

5. Kvant sahə nəzəriyyəsi: Beşinci aldatma. Hissəciklər fizikası elm deyil, şamanizmdir.

Oxuyun.
"Kvant sahəsi nəzəriyyəsi yüksək enerjilərdə (yəni onların istirahət enerjisindən əhəmiyyətli dərəcədə yüksək enerjilərdə) elementar hissəciklərin davranışını təsvir etmək və proqnozlaşdırmaq qabiliyyətinə malik olan yeganə eksperimental olaraq təsdiqlənmiş nəzəriyyədir."

6. Kvant sahə nəzəriyyəsi: Altıncı aldatma. Kvant sahə nəzəriyyəsi eksperimental olaraq təsdiqlənməmişdir.

7. Kvant sahə nəzəriyyəsi: Yeddinci aldatma. Eksperimental məlumatlara daha uyğun gələn nəzəriyyələr var və onlara münasibətdə biz onların eksperimental məlumatlarla təsdiqləndiyini “ağlabatan” deyə bilərik. Nəticə etibarilə, kvant sahə nəzəriyyəsi “təsdiqlənmiş” nəzəriyyələrin “tək”i deyil.

8. Kvant sahə nəzəriyyəsi: Səkkizinci aldatma. Kvant sahə nəzəriyyəsi heç nəyi proqnozlaşdırmaq iqtidarında deyil. Heç bir real eksperimental nəticə hətta bu nəzəriyyə ilə “faktdan sonra” “təsdiq edilə” bilməz, nəinki onun köməyi ilə hər hansı bir şeyi apriori hesablamaq mümkün deyil. Müasir nəzəri fizika indiki mərhələdə bütün “proqnozları” məşhur cədvəllər, spektrlər və buna bənzər faktiki materiallar əsasında edir, hansı ki, rəsmi qəbul edilmiş və tanınmış nəzəriyyələrin heç biri tərəfindən hələ heç bir şəkildə “tikilməmiş”.

9. Kvant sahə nəzəriyyəsi: Doqquzuncu aldatma. Qalan enerjidən əhəmiyyətli dərəcədə yüksək olan enerjilərdə kvant nəzəriyyəsi nəinki heç nə vermir, həm də müasir fizika vəziyyətində belə enerjilərdə problemin formalaşdırılması qeyri-mümkündür. Fakt budur ki, kvant sahə nəzəriyyəsi, qeyri-kvant sahə nəzəriyyəsi kimi, hazırda qəbul edilmiş hər hansı nəzəriyyə kimi, sadə suallara cavab verə bilməz: "Elektronun maksimum sürəti nədir?" , eləcə də “Hər hansı digər hissəciyin maksimal sürətinə bərabərdirmi?” sualına.
Eynşteynin nisbilik nəzəriyyəsi bildirir ki, istənilən zərrəciyin maksimal sürəti vakuumda işığın sürətinə bərabərdir, yəni bu sürətə nail olmaq mümkün deyil. Ancaq bu vəziyyətdə sual etibarlıdır: "Hansı sürətə nail olmaq olar?"
Cavab yoxdur. Çünki Nisbilik Nəzəriyyəsinin müddəaları doğru deyil və o, qeyri-xətti çevrilmələrin yolverilməzliyi haqqında yanlış fikirlərə əsaslanan yanlış müddəalardan, yanlış riyazi hesablamalardan əldə edilmişdir.

Yeri gəlmişkən, Vikipediyanı ümumiyyətlə oxumayın. Heç vaxt. Sizə məsləhətim.

PİROTEXNİKƏ CAVAB

Bu kontekstdə mən yazmışdım ki, KVANT SAHƏ NƏZƏRİYYƏSİNİN VİKİPEDİYADA TƏSVİRİ ALDALANMADIR.
Məqalədən gəldiyim nəticə: “Vikipediyanı oxumayın. Heç vaxt. Sizə məsləhətim”.
Bəzi Vikipediya məqalələrinin elmi mahiyyətini inkar etməyimə əsaslanaraq, “alimləri sevmirəm” qənaətinə necə gəldiniz?

Yeri gəlmişkən, mən heç vaxt “Kvant sahəsi nəzəriyyəsinin yalan olduğunu” iddia etməmişəm.
Tam əksi. Kvant sahə nəzəriyyəsi eksperimental əsaslı nəzəriyyədir və təbii olaraq Xüsusi və Ümumi Nisbilik kimi mənasız deyil.
AMMA HƏLƏ - Kvant nəzəriyyəsi NƏTİCƏLƏR KİMİ ÇƏKİLƏ BİLƏ BİLƏN O hadisələri POSTULATİYA ETMƏYİN QISMINDA SƏHVDİR.

İsti cisimlərin şüalanmasının kvant (kvantlaşdırılmış - daha dəqiq və düzgün) təbiəti sahənin kvant xarakteri ilə deyil, salınan impulsların əmələ gəlməsinin diskret təbiəti, yəni ELEKTRONLARIN SAYILABİLƏN SAYI ilə müəyyən edilir. Bir orbitdən digərinə keçidlər - bir tərəfdən və müxtəlif orbitlərin ENERJİSİNDƏ SABİT FƏRQLƏR.
Sabit fərq atomlarda və molekullarda elektronların hərəkətinin xüsusiyyətləri ilə müəyyən edilir.
Bu xassələri qapalı dinamik sistemlərin riyazi aparatından istifadə etməklə öyrənmək lazımdır.
Mən etdim.
Sonda məqalələrə baxın.
Mən göstərdim ki, ELEKTRON ORBİTLƏRİNİN SABİTLİYİ elektromaqnit sahəsinin məhdud sürətini nəzərə almaqla adi elektrodinamikadan izah edilə bilər. Eyni şərtlərdən nəzəri olaraq hidrogen atomunun həndəsi ölçülərini proqnozlaşdırmaq olar.
Hidrogen atomunun maksimum xarici diametri iki dəfə radius kimi müəyyən edilir və radius E=mc^2/2 (em-ce-) münasibətindən hesablanmış kinetik enerjiyə bərabər olan elektronun potensial enerjisinə uyğundur. yarıda kvadrat).

1. Bugrov S.V., Zhmud V.A. Fizikanın dinamik problemlərində qeyri-xətti hərəkətlərin modelləşdirilməsi // NSTU-nun elmi əsərləri toplusu. Novosibirsk 2009. 1(55). səh. 121 – 126.
2. Zhmud V.A., Buqrov S.V. Qeyri-kvant fizikası əsasında atom daxilində elektron hərəkətlərinin modelləşdirilməsi. // “Tətbiqi Simulyasiya və Modelləşdirmə” 18-ci IASTED Beynəlxalq Konfransının materialları (ASM 2009). Sentyabr 7-9, 2009. Palma de Mallorka, İspaniya. S.17 – 23.
3. Zhmud V.A. Hidrogen atomunda elektronun hərəkətinin modelləşdirilməsinə qeyri-relativistik qeyri-kvant yanaşmasının əsaslandırılması // NSTU-nun elmi məqalələri toplusu. Novosibirsk 2009. 3(57). səh. 141 – 156.

Yeri gəlmişkən, “Alimləri niyə bu qədər sevmirsiniz?” sualına mümkün cavablar arasında.

ÇÜNKİ MƏN ELMİ SEVİRƏM.

Zarafat bir yana: Alimlər sevgi və ya sevgisizliyə can atmamalıdırlar. Onlar həqiqət üçün səy göstərməlidirlər. Alim olub-olmamasından asılı olmayaraq həqiqətə can atanları “ağlımla sevirəm”. Yəni TƏSDİQ ETDİM. Buna görə də ürəyimlə sevmirəm. Həqiqəti axtarmaq üçün deyil. Eynşteyn həqiqət üçün çalışırdı, amma həmişə yox, hər yerdə deyil. Nəzəriyyəsinin səhvsizliyini sübut etməyə çalışmağı seçən kimi həqiqəti tamamilə unudub. Bundan sonra o, bir alim kimi mənim gözümdə xeyli soldu. O, qravitasiya linzalarının qaz təbiəti, məlumat gecikməsinin "poçt" xarakteri haqqında daha dərindən düşünməli idi - biz onların getmə vaxtını məktublardakı gəliş tarixlərinə görə mühakimə etmirik! Bu iki tarix həmişə fərqlidir. Biz onları müəyyən etmirik. Bəs nəyə görə dərk edilən vaxtı, qəbul edilən sürəti və s.-ni real vaxt, sürət və s. ilə eyniləşdirmək lazımdır?
Oxucuları sevməməyim haqqında? Salam! Onların gözlərini açmağa çalışıram. Bu sevmək deyilmi?
Hətta etiraz edən rəyçiləri də sevirəm. Üstəlik, mən əsaslı şəkildə etiraz edənləri xüsusilə sevirəm. Etiraz etməyə yox, sadəcə olaraq inkar etməyə, heç bir səbəb olmadan, arqumentlərimi oxumadan əksini iddia etməyə çalışanlar - sadəcə olaraq, onlara yazığım gəlir.
"Niyə oxumadıqları bir şeyə qeyd yazırlar?" - Mən düşünürəm.

Sonda uzun müzakirələrdən yorulan oxucularım üçün bir zarafat.

NOBEL ÇIXIŞI NECƏ YAZILMALIDIR

1. Nobel mükafatı qazanın.
2. Ətrafınıza baxın. Bu çıxışı sizin üçün yazmaqdan şərəf duyacaq bir çox könüllü, ödənişsiz köməkçilər tapacaqsınız.
3. Verilmiş dörd variantı oxuyun. Xoş gülüşlər. Hər hansı bir şeyi yazın - yenə də bu variantlardan hər hansı birindən daha yaxşı olacaq və onlar, bu seçimlər, bu ardıcıllığın 1-ci nöqtəsini keçərək yaza biləcəyinizdən daha yaxşıdır.

Ən əsası, biz onların yalnız bəzi rutin vəziyyətlərdə tətbiq oluna biləcəyini və Kainatın quruluşunu izah etmək üçün onların sadəcə olaraq səhv olduğunu görməkdən imtina edirik.

Bənzər bir şey əsrlər əvvəl Şərq filosofları və mistikləri tərəfindən ifadə edilsə də, Qərb elmində bu barədə ilk danışan Eynşteyn olmuşdur. Bu, bizim şüurumuzun qəbul etmədiyi bir inqilab idi. Biz təvazökarlıqla təkrar edirik: “hər şey nisbidir”, “zaman və məkan birdir” və həmişə bunun bir fərziyyə, elmi mücərrədliyin bizim adi sabit reallığımızla çox az oxşarlığı olduğunu nəzərə alırıq. Əslində, reallıqla zəif əlaqəli olan məhz bizim ideyalarımızdır - heyrətamiz və inanılmazdır.

Atomun quruluşu ümumi mənada kəşf edildikdən və onun "planetar" modeli təklif edildikdən sonra elm adamları fizikanın bütöv bir sahəsinin - kvant mexanikasının meydana çıxdığını izah etmək üçün bir çox paradokslarla qarşılaşdılar. Sürətlə inkişaf etdi və Kainatı izah etməkdə böyük irəliləyiş əldə etdi. Ancaq bu izahatları başa düşmək o qədər çətindir ki, indiyə qədər az adam onları ən azı ümumi mənada başa düşə bilər.

Həqiqətən də kvant mexanikasının nailiyyətlərinin əksəriyyəti elə mürəkkəb riyazi aparatla müşayiət olunur ki, onu sadəcə olaraq heç bir insan dilinə tərcümə etmək mümkün deyil. Riyaziyyat, musiqi kimi, son dərəcə mücərrəd bir mövzudur və elm adamları hələ də, məsələn, funksiyaların və ya çoxölçülü Furye seriyasının mənasını adekvat şəkildə ifadə etmək üçün mübarizə aparırlar. Riyaziyyatın dili sərtdir, lakin bizim bilavasitə qavrayışımızla az əlaqəsi var.

Üstəlik, Eynşteyn riyazi olaraq göstərdi ki, bizim zaman və məkan anlayışlarımız illüziyadır. Reallıqda məkan və zaman bir-birindən ayrılmazdır və vahid dördölçülü kontinuum təşkil edir. Bunu təsəvvür etmək çətin ki, biz ancaq üç ölçü ilə məşğul olmağa öyrəşmişik.

Planet nəzəriyyəsi. Dalğa və ya hissəcik

19-cu əsrin sonlarına qədər atomlar bölünməz “elementlər” hesab olunurdu. Radiasiyanın kəşfi Ruterforda atomun “qabığının” altına nüfuz etməyə və onun quruluşunun planetar nəzəriyyəsini formalaşdırmağa imkan verdi: atomun əsas hissəsi nüvədə cəmləşmişdir. Nüvənin müsbət yükü mənfi yüklü elektronlar tərəfindən kompensasiya edilir, ölçüləri o qədər kiçikdir ki, onların kütləsini nəzərə almamaq olar. Elektronlar planetlərin Günəş ətrafında fırlanmasına bənzər orbitlərdə nüvənin ətrafında fırlanır. Nəzəriyyə çox gözəldir, lakin bir sıra ziddiyyətlər ortaya çıxır.

Birincisi, niyə mənfi yüklü elektronlar müsbət nüvəyə “düşmür”? İkincisi, təbiətdə atomlar saniyədə milyonlarla dəfə toqquşur ki, bu da onlara heç bir zərər vermir - bütün sistemin heyrətamiz gücünü necə izah etmək olar? Kvant mexanikasının “atalarından” biri olan Heyzenberqin sözləri ilə desək, “Nyutonun mexanika qanunlarına tabe olan heç bir planet sistemi başqa oxşar sistemlə toqquşduqdan sonra heç vaxt əvvəlki vəziyyətinə qayıtmayacaq”.

Bundan əlavə, demək olar ki, bütün kütlənin toplandığı nüvənin ölçüləri bütün atomla müqayisədə olduqca kiçikdir. Deyə bilərik ki, bir atom elektronların inanılmaz sürətlə fırlandığı bir boşluqdur. Bu vəziyyətdə belə bir "boş" atom çox bərk hissəcik kimi görünür. Bu fenomenin izahı klassik anlayışdan kənara çıxır. Əslində, atomaltı səviyyədə bir hissəciyin hərəkət etdiyi məkan daha məhdud olduqda sürəti artır. Beləliklə, bir elektron nüvəyə nə qədər yaxınlaşırsa, bir o qədər sürətlə hərəkət edir və ondan bir o qədər çox itilir. Hərəkət sürəti o qədər yüksəkdir ki, fırlanan ventilyatorun qanadları diskə bənzədiyi kimi, “kənardan” atom “möhkəm görünür”.

Klassik yanaşmaya uyğun gəlməyən məlumatlar Eynşteyndən çox əvvəl ortaya çıxdı. İlk dəfə belə bir “duel” işığın xüsusiyyətlərini izah etməyə çalışan Nyutonla Huygens arasında baş verdi. Nyuton bunun hissəciklər axını olduğunu iddia etdi, Huygens işığı dalğa hesab etdi. Klassik fizika çərçivəsində onların mövqelərini uzlaşdırmaq mümkün deyil. Axı, onun üçün dalğa, mühitin hissəciklərinin ötürülən həyəcanıdır, yalnız bir çox cisimlərə aid olan bir anlayışdır. Sərbəst hissəciklərin heç biri dalğaya bənzər trayektoriya boyunca hərəkət edə bilməz. Lakin elektron dərin vakuumda hərəkət edir və onun hərəkətləri dalğa hərəkəti qanunları ilə təsvir olunur. Ortalıq yoxdursa, burada nə həyəcanlanır? Kvant fizikası Solomon həllini təklif edir: işıq həm hissəcik, həm də dalğadır.

Ehtimal elektron buludları. Nüvə quruluşu və nüvə hissəcikləri

Tədricən bu daha aydın oldu: atomun nüvəsi ətrafında orbitlərdə elektronların fırlanması planetlərin ulduz ətrafında fırlanmasından tamamilə fərqlidir. Dalğa təbiətinə malik olan elektronlar ehtimal baxımından təsvir edilir. Biz elektron haqqında onun fəzanın filan nöqtəsində yerləşdiyini deyə bilmərik, yalnız onun hansı ərazilərdə və hansı ehtimalla yerləşə biləcəyini təqribən təsvir edə bilərik. Nüvənin ətrafında elektronlar ən sadə sferikdən tutmuş, xəyalların fotoşəkillərinə bənzər çox qəribə formalara qədər bu cür ehtimalların “buludlarını” əmələ gətirirlər.

Amma nəhayət atomun quruluşunu anlamaq istəyən hər kəs onun əsasına, nüvənin quruluşuna müraciət etməlidir. Onu təşkil edən böyük elementar hissəciklər - müsbət yüklü protonlar və neytral neytronlar da kvant təbiətinə malikdirlər, bu da o deməkdir ki, onlar nə qədər sürətlə hərəkət edirlər, nə qədər kiçik olsalar. Nüvənin ölçüləri hətta bir atomla müqayisədə olduqca kiçik olduğundan, bu elementar hissəciklər işıq sürətinə yaxın olduqca layiqli sürətlə ətrafa qaçırlar. Onların strukturu və davranışının yekun izahı üçün kvant nəzəriyyəsini nisbilik nəzəriyyəsi ilə “keçmək” lazımdır. Təəssüf ki, belə bir nəzəriyyə hələ yaradılmayıb və biz özümüzü bir neçə ümumi qəbul edilmiş modellə məhdudlaşdırmalı olacağıq.

Nisbilik nəzəriyyəsi kütlənin enerjinin yalnız bir forması olduğunu göstərdi (və təcrübələr sübut etdi). Enerji proseslər və ya iş ilə əlaqəli dinamik bir kəmiyyətdir. Buna görə elementar hissəcik enerjinin davamlı çevrilməsi ilə əlaqəli qarşılıqlı təsirlər kimi ehtimal dinamik funksiya kimi qəbul edilməlidir. Bu, elementar elementar hissəciklərin necə olması və onları "daha sadə" bloklara bölmək mümkün olub-olmaması sualına gözlənilməz cavab verir. Sürətləndiricidə iki hissəciyi sürətləndirib, sonra toqquşsaq, iki deyil, üç hissəcik və tamamilə eyni hissəciklər alacağıq. Üçüncüsü, sadəcə olaraq, onların toqquşmasının enerjisindən yaranacaq - beləliklə, onlar ayrılacaq və eyni zamanda ayrılmayacaqlar!

Müşahidəçi əvəzinə iştirakçı

Boş fəza və təcrid olunmuş maddə anlayışlarının mənasını itirdiyi bir dünyada zərrəcik yalnız onun qarşılıqlı təsiri ilə təsvir olunur. Bu barədə nəsə demək üçün biz onu ilkin qarşılıqlı təsirlərdən “qoparmalı” və onu hazırladıqdan sonra başqa bir qarşılıqlı təsirə - ölçməyə tabe etməli olacağıq. Beləliklə, sonda nəyi ölçürük? Müdaxiləmiz hissəciyin iştirak etdiyi qarşılıqlı təsirləri dəyişdirirsə və buna görə də hissəciyin özünü dəyişirsə, ümumiyyətlə ölçmələrimiz nə dərəcədə qanunidir?

Elementar zərrəciklərin müasir fizikasında getdikcə daha çox tənqid... alim-müşahidəçinin fiqurundan irəli gəlir. Onu “iştirakçı” adlandırmaq daha məqsədəuyğun olardı.

Müşahidəçi-iştirakçı təkcə atomaltı hissəciyin xassələrini ölçmək üçün deyil, həm də məhz bu xassələri müəyyən etmək üçün lazımdır, çünki onlar yalnız müşahidəçi ilə qarşılıqlı əlaqə kontekstində müzakirə oluna bilər. O, ölçmə aparacağı metodu seçdikdən sonra və bundan asılı olaraq hissəciyin mümkün xassələri reallaşır. Əgər müşahidə sistemini dəyişdirsəniz, müşahidə olunan obyektin xassələri də dəyişəcək.

Bu mühüm məqam bütün əşyaların və hadisələrin dərin vəhdətini ortaya qoyur. Davamlı olaraq bir-birinə və digər enerji formalarına dəyişən hissəciklərin özləri sabit və dəqiq xüsusiyyətlərə malik deyillər - bu xüsusiyyətlər onları görmək üçün seçdiyimiz yoldan asılıdır. Əgər bir hissəciyin bir xassəsini ölçmək lazımdırsa, digəri mütləq dəyişəcək. Belə bir məhdudiyyət cihazların qüsursuzluğu və ya digər tamamilə düzəldilə bilən şeylərlə əlaqəli deyil. Bu, reallığın xüsusiyyətidir. Zərrəciyin mövqeyini dəqiq ölçməyə çalışın və siz onun hərəkət istiqaməti və sürəti haqqında heç nə deyə bilməyəcəksiniz - sadəcə ona görə ki, onlar olmayacaq. Bir hissəciyin dəqiq hərəkətini təsvir edin - onu kosmosda tapa bilməyəcəksiniz. Beləliklə, müasir fizika bizi tamamilə metafizik xarakterli problemlərlə qarşı-qarşıya qoyur.

Qeyri-müəyyənlik prinsipi. Yer və ya impuls, enerji və ya zaman

Artıq dedik ki, biz kvant aləmində adət etdiyimiz dəqiq terminlərlə atomaltı hissəciklərdən danışa bilmərik, bizə yalnız ehtimal qalır; Bu, əlbəttə ki, insanların at yarışlarına mərc edərkən danışdıqları ehtimal deyil, elementar hissəciklərin əsas xüsusiyyətidir. Onların mövcud olması deyil, əksinə mövcud ola bilərlər. Bu, onların xüsusiyyətlərinə malik olmaları deyil, daha çox onlara sahib ola bilmələridir. Elmi desək, bir hissəcik dinamik bir ehtimal dövrəsidir və onun bütün xassələri qədim Çin simvolu Taijidəki Yin və Yang kimi tarazlıqda olan daimi hərəkət edən tarazlıqdadır.

Əbəs yerə Nobel mükafatı laureatı, zadəganlıq dərəcəsinə yüksəlmiş Nils Bor öz gerbi üçün məhz bu işarəni və şüarı seçməyib: “Qarşılıqlı ziddiyyətlər bir-birini tamamlayır”. Riyazi olaraq ehtimal paylanması qeyri-bərabər dalğa dalğalanmalarını təmsil edir. Müəyyən bir yerdə dalğanın amplitudası nə qədər böyükdürsə, orada bir hissəciyin mövcud olma ehtimalı bir o qədər yüksəkdir. Üstəlik, onun uzunluğu sabit deyil - bitişik zirvələr arasındakı məsafələr eyni deyil və dalğanın amplitudası nə qədər yüksək olarsa, aralarındakı fərq bir o qədər çox olar. Amplituda hissəciyin kosmosdakı vəziyyətinə uyğun olduğu halda, dalğa uzunluğu hissəciyin impulsu ilə, yəni hərəkət istiqaməti və sürəti ilə əlaqədardır. Amplituda nə qədər böyükdürsə (hissəcik kosmosda bir o qədər dəqiq lokallaşdırıla bilər), dalğa uzunluğu bir o qədər qeyri-müəyyən olur (hissəciyin impulsu haqqında bir o qədər az danışmaq olar). Əgər zərrəciyin mövqeyini son dərəcə dəqiqliklə müəyyən edə bilsək, onun qətiyyən müəyyən impulsu olmayacaq.

Bu fundamental xassə riyazi olaraq dalğaların xassələrindən alınır və qeyri-müəyyənlik prinsipi adlanır. Prinsip elementar hissəciklərin digər xüsusiyyətlərinə də aiddir. Digər belə bir-biri ilə əlaqəli cüt kvant proseslərinin enerjisi və vaxtıdır. Proses nə qədər sürətli olarsa, ona daxil olan enerjinin miqdarı bir o qədər qeyri-müəyyəndir və əksinə - enerji yalnız kifayət qədər müddətə malik bir proses üçün dəqiq şəkildə xarakterizə edilə bilər.

Beləliklə, başa düşürük: bir hissəcik haqqında dəqiq bir şey söyləmək olmaz. Bu tərəfə hərəkət edir, ya ora deyil, daha doğrusu, nə burada, nə də orada. Onun xüsusiyyətləri bu və ya digərdir, daha doğrusu, bu və ya digər deyil. Buradadır, amma orada ola bilər, heç yerdə olmaya da bilər. Yəni hətta mövcuddurmu?