 |
 |
شاخه‌ای بنیادی از فیزیک نظری است که در مقیاس اتمی و زیراتمی به جای مکانیک کلاسیک و الکترومغناطیس کلاسیک به کار می‌رود. مکانیک کوانتومی بنیادی‌تر از مکانیک نیوتنی و الکترومغناطیس کلاسیک است، زیرا در مقیاس‌های اتمی و زیراتمی که این نظریه‌ها با شکست مواجه می‌شوند، می‌تواند با دقت زیادی بسیاری از پدیده‌ها را توصیف کند. مکانیک کوانتومی به همراه نسبیت عام پایه‌های فیزیک جدید را تشکیل می‌دهند.
آشنایی
واژه? کوانتوم (به معنی «بسته» یا «دانه») در مکانیک کوانتومی از اینجا می‌آید که این نظریه به بعضی از کمیت‌های فیزیکی (مانند انرژی یک اتم در حال سکون) مقدارهای گسسته‌ای نسبت می‌دهد. بسیاری از شاخه‌های دیگر فیزیک و شیمی از مکانیک کوانتومی به عنوان چهارچوب خود استفاده می‌کنند؛ مانند فیزیک ماده چگال، فیزیک حالت جامد، فیزیک اتمی، فیزیک مولکولی، شیمی محاسباتی، شیمی کوانتومی، فیزیک ذرات بنیادی، و فیزیک هسته‌ای. پایه‌های مکانیک کوانتومی در نیمه? اول قرن بیستم به وسیله? ورنر هایزنبرگ، ماکس پلانک، لویی دوبروی، نیلس بور، اروین شرودینگر، ماکس بورن، جان فون نویمان، پاول دیراک، ولفگانگ پاولی و دیگران ساخته شد. بعضی از جنبه‌های بنیادی این نظریه هنوز هم در حال پیشرفت است.
توصیف مکانیک کوانتومی از رفتار سامانه‌های فیزیکی اهمیت زیادی دارد، زیرا در مقیاس اتمی نظریه‌های کلاسیک نمی‌توانند توصیف درستی ارائه دهند. مثلاً، اگر قرار بود مکانیک نیوتنی و الکترومغناطیس کلاسیک بر رفتار یک اتم حاکم باشند، الکترون‌ها به سرعت به سمت هسته اتم حرکت می‌کردند و به آن برمی‌خوردند. ولی در دنیای واقعی الکترون‌ها در نواحی خاصی دور اتم‌ها باقی می‌مانند.
نسبیت رعایت مى شود نسبیت نقض مى شود
تقارن لورنتس یکى از خصوصیات بنیادى جهان بیرونى است که اهمیت زیادى براى فیزیک دارد. این تقارن داراى دو جزء است: تقارن دورانى و تقارن بوست. تصور کنید دو میله و دو ساعت داریم که میله ها از دو ماده متفاوت ساخته شده اند ولى هنگامى که پهلو به پهلوى یکدیگر قرار مى گیرند طول یکسانى را نشان مى دهند و ساعت ها نیز به روش هاى متفاوتى کار مى کنند ولى همزمان هستند.
تقارن دورانى برقرار است اگر یک میله و یک ساعت را نسبت به دیگرى بچرخانیم طول میله ها نسبت به یکدیگر تغییر نکرده و همزمانى ساعت ها نیز به هم نخورد
تقارن بوست شامل آن چیزى است که هنگام حرکت یک میله به همراه یک ساعت با سرعت ثابت نسبت به میله و ساعت ثابت اتفاق مى افتد. تقارن بوست پیش بینى مى کند که طول میله در حال حرکت از دید ناظر ساکن کوتاه تر شده و ساعت همراه آن نیز کندتر کار مى کند
هنگامى که فضا و زمان ترکیب شده و تشکیل فضا- زمان را مى دهند شکل فرمول بندى ریاضى تقارن بوست بسیار شبیه تقارن دورانى خواهد بود. یک تقارن وابسته به تقارن لورنتس تقارن CPT است که بیانگر تغییر علامت بار الکتریکى، تغییر جهت پاریته (معکوس آینه اى نسبت به یک نقطه) و برگردان زمانى هستند. این تقارن پیش بینى مى کند که اگر یک ساعت با معادل پادماده اى خودش جایگزین شود (تغییر علامت بار) همچنین سر و ته شود (معکوس آینه اى _ پاریته) و در جهت معکوس زمانى کار بکند، آنگاه همان زمان را نشان خواهد داد که ساعت اول نمایش مى دهد
محاسبات ریاضى نشان مى دهد که در نظریه میدان هاى کوانتومى هرگاه تقارن لورنتس در نظر گرفته شود، تقارن CPT نیز برقرار خواهد بود.
شکست تقارن لورنتس را مى توان به وسیله یک میدان بردارى حاضر در فضا- زمان نمایش داد. ذرات و نیروها با این میدان (پیکان ها) برهمکنش مى کنند، همانگونه که یک ذره باردار با میدان الکتریکى (که یک میدان بردارى است) برهمکنش مى کند. در نتیجه برخلاف زمانى که تقارن لورنتس برقرار است تمام جهت ها و سرعت ها هم ارز نیستند. دو میله غیریکسان که در یک جهت نسبت به میدان بردارى داراى طول یکسان هستند (شکل سمت چپ) ممکن است در جهت دیگر هم طول نباشد (شکل وسط) مشابه آن دو ساعت که در یک جهت هم زمان هستند ممکن است در جهت دیگر همزمانى شان را از دست بدهند. به علاوه دو ساعت و دو میله غیریکسان در هنگام حرکت ممکن است اتساع زمانى و انقباض طولى متفاوتى را بسته به جنس و جهت حرکتشان نشان دهند. (شکل راست )
وقتی می‌خواهیم مکانیک کوانتومی را با نظریه ی نسبیت عام (که توصیف‌گر فضا-زمان در حضور گرانش است) ترکیب کنیم، به ناسازگاری‌هایی برمی‌خوریم که این کار را ناممکن می‌کند. حل این ناسازگاری‌ها هدف بزرگ فیزیکدانان قرن بیستم و بیست‌ویکم است. فیزیکدانان بزرگی همچون استیون هاوکینگ در راه رسیدن به نظریه? وحدت‌یافته? نهایی تلاش می‌کنند؛ نظریه‌ای که نه تنها مدل‌های مختلف فیزیک زیراتمی را یکی کند، بلکه چهار نیروی بنیادی طبیعت -نیروی قوی، نیروی ضعیف، الکترومغناطیس و گرانش- را نیز به شکل جلوه‌های مختلفی از یک نیرو یا پدیده نشان دهد.
سلام امیدوارم مطالب وبلاگ برای شما مفید باشند سال خوبی داشته باشین
 |
 |