نظرة عامة على فيزياء الكم والمفاهيم والتاريخ

فيزياء الكم هي دراسة سلوك شيء و الطاقة على المستويات الجزيئية والذرية والنووية وحتى الميكروسكوبية الأصغر. اكتشف العلماء في أوائل القرن العشرين أن القوانين التي تحكم الأجسام العينية لا تعمل بنفس الطريقة في مثل هذه العوالم الصغيرة.

يأتي "الكم" من المعنى اللاتيني "كم". يشير إلى الوحدات المنفصلة للمادة والطاقة التي يتم التنبؤ بها والملاحظة في فيزياء الكم. حتى المكان والزمان ، اللذين يبدو أنهما مستمران للغاية ، لديهم أصغر القيم الممكنة.

عندما اكتسب العلماء التكنولوجيا لقياس بدقة أكبر ، لوحظت ظواهر غريبة. يُنسب ولادة فيزياء الكم إلى ورقة ماكس بلانك 1900 حول إشعاع الجسم الأسود. تم تطوير المجال من قبل ماكس بلانك, البرت اينشتاين, نيلز بوروريتشارد فاينمان وفيرنر هايزنبرغ وإروين شرودنغر وشخصيات مضيئة أخرى في هذا المجال. ومن المفارقات ، أن ألبرت أينشتاين كان لديه مشاكل نظرية خطيرة مع ميكانيكا الكم وحاول لسنوات عديدة دحضها أو تعديلها.

في عالم فيزياء الكم ، فإن ملاحظة شيء ما يؤثر بالفعل على العمليات الفيزيائية الجارية. تعمل موجات الضوء مثل الجسيمات والجسيمات تتصرف مثل الموجات (تسمى

أحد المفاهيم الرئيسية تشابك الكم، الذي يصف حالة ترتبط فيها جسيمات متعددة بطريقة تجعل قياس الحالة الكمية لجسيم واحد يضع أيضًا قيودًا على قياسات الجسيمات الأخرى. أفضل مثال على ذلك هو مفارقة EPR. على الرغم من أنها كانت في الأصل تجربة فكرية ، فقد تم تأكيد ذلك تجريبيًا من خلال اختبارات لشيء يعرف باسم نظرية بيل.

البصريات الكمومية هو فرع من فيزياء الكم يركز بشكل أساسي على سلوك الضوء أو الفوتونات. على مستوى البصريات الكمومية ، يؤثر سلوك الفوتونات الفردية على الضوء القادم ، على عكس البصريات الكلاسيكية ، التي طورها السير إسحاق نيوتن. الليزر هو أحد التطبيقات التي خرجت من دراسة البصريات الكمومية.

الديناميكا الكهربائية الكمومية (QED) هي دراسة كيفية تفاعل الإلكترونات والفوتونات. تم تطويره في أواخر الأربعينيات من قبل ريتشارد فاينمان وجوليان شوينجر وسينيترو توموناج وآخرين. تنبؤات QED فيما يتعلق بتشتت الفوتونات والإلكترونات دقيقة إلى أحد عشر منزلة عشرية.

نظرية المجال الموحد هي مجموعة من مسارات البحث التي تحاول التوفيق بين فيزياء الكم مع نظرية النسبية العامة لأينشتاين، في كثير من الأحيان من خلال محاولة توطيد القوى الأساسية للفيزياء. تتضمن بعض أنواع النظريات الموحدة (مع بعض التداخل):

• الجاذبية الكمومية
• حلقة الجاذبية الكمية
• نظرية الأوتار / نظرية الأوتار الفائقة / نظرية الأوتار
• النظرية الموحدة الكبرى
• التناظر الفائق
• نظرية كل شيء

تسمى فيزياء الكم أحيانًا ميكانيكا الكم أو نظرية المجال الكمي. كما أن لديها حقول فرعية مختلفة ، كما نوقش أعلاه ، والتي يتم استخدامها في بعض الأحيان بالتبادل مع فيزياء الكم ، على الرغم من أن فيزياء الكم هي في الواقع المصطلح الأوسع لجميع هذه التخصصات.

النتائج المبكرة

• إشعاع الجسم الأسود
• التأثير الكهروضوئي

ازدواجية موجة - جسيم

• تجربة يونغ مزدوجة الشق
• فرضية دي بروجلي

تأثير كومبتون

مبدأ هايزنبرغ لعدم اليقين

السببية في فيزياء الكم - تجارب الفكر والتفسيرات

• تفسير كوبنهاجن
• قطة شرودنغر
• مفارقة EPR
• تفسير العديد من العوالم