La física clàssica, que existia abans de la invenció de la mecànica quàntica, descriu la natura a una escala ordinària (macroscòpica). La majoria de les teories de la física clàssica es poden deduir com a aproximacions que operen a les escales a les quals estem acostumats. La física quàntica (també és mecànica quàntica) difereix de la ciència clàssica en què l'energia, el moment, el moment angular i altres quantitats d'un sistema acoblat es limiten a valors discrets (quantització). Els objectes tenen característiques especials tant en forma de partícules com en forma d'ones (dualitat de partícules ondulatòries). També en aquesta ciència hi ha límits a la precisió amb què es poden mesurar les magnituds (principi d'incertesa).
Es pot dir que després de l'aparició de la física quàntica en les ciències exactes es va produir una mena de revolució, que va permetre reconsiderar i analitzar totes les antigues lleis que abans eren considerades veritats indiscutibles. Això és bo o dolent? Potser una cosa bona, perquè la veritable ciència mai no s'ha de quedar quieta.
No obstant això, s'ha convertit en la "revolució quàntica".una mena de cop per als físics de la vella escola, que van haver d'acceptar que allò en què creien abans resultava ser només un conjunt de teories errònies i arcaiques que necessitaven una revisió urgent i una adaptació a la nova realitat.. La majoria dels físics van acceptar amb entusiasme aquestes noves idees sobre una ciència coneguda, contribuint al seu estudi, desenvolupament i implementació. Avui, la física quàntica estableix la dinàmica de tota la ciència en el seu conjunt. És gràcies a ella que van sorgir projectes experimentals d'avantguarda (com el Gran Col·lisionador d'Hadrons).
Obertura
Què es pot dir sobre els fonaments de la física quàntica? A poc a poc va sorgir de diverses teories destinades a explicar fenòmens que no es podien conciliar amb la física clàssica, com la solució de Max Planck el 1900 i el seu enfocament al problema de la radiació de molts problemes científics, i la correspondència entre energia i freqüència en un article de 1905. d'Albert Einstein, que explicava els efectes fotoelèctrics. La primera teoria de la física quàntica va ser revisada a fons a mitjans dels anys vint per Erwin Schrödinger, Werner Heisenberg, Max Born i altres. La teoria moderna es formula en diversos conceptes matemàtics desenvolupats especialment. En un d'ells, la funció aritmètica (o funció d'ona) ens proporciona informació completa sobre l'amplitud de la probabilitat de localització de l'impuls.
Fundaments de la física quàntica per a maniquís
Estudi científic de l'onaL'essència de la llum va començar fa més de 200 anys, quan els grans i reconeguts científics d'aquella època van proposar, desenvolupar i demostrar la teoria de la llum a partir de les seves pròpies observacions experimentals. L'anomenaven ona.
L'any 1803, el famós científic anglès Thomas Young va dur a terme el seu famós experiment doble, com a resultat del qual va escriure la famosa obra "Sobre la naturalesa de la llum i el color", que va tenir un paper important en la formació de les idees modernes sobre aquests fenòmens familiars. Aquest experiment va tenir un paper important en l'acceptació general d'aquesta teoria.
Aquests experiments es descriuen sovint en diversos llibres, per exemple, "Fundaments of Quantum Physics for Dummies". Experiments moderns amb acceleració de partícules elementals, per exemple, la recerca del bosó de Higgs al Gran Col·lisionador d'Hadrons (LHC, per abreujar) es porta a terme precisament per trobar la confirmació pràctica de moltes teories quàntiques purament teòriques.
Història
L'any 1838, Michael Faraday, per a delit de tot el món, va descobrir els raigs catòdics. Aquests estudis sensacionals van ser seguits per l'afirmació sobre el problema de la radiació, l'anomenat "cos negre" (1859), feta per Gustav Kirchhoff, així com la famosa suposició de Ludwig Boltzmann que els estats energètics de qualsevol sistema físic també poden ser discret (1877).). Més tard, va aparèixer la hipòtesi quàntica desenvolupada per Max Planck (1900). Es considera un dels fonaments de la física quàntica. La audaç hipòtesi de Planck que l'energia es pot emetre i absorbir en "quants" discrets(o paquets d'energia), correspon exactament als patrons observats de radiació del cos negre.
El famós Albert Einstein va fer una gran contribució a la física quàntica. Impressionat per les teories quàntiques, va desenvolupar la seva pròpia. La teoria general de la relativitat, així s'anomena. Els descobriments de la física quàntica també van influir en el desenvolupament de la teoria especial de la relativitat. Molts científics de la primera meitat del segle passat van començar a estudiar aquesta ciència a proposta d'Einstein. En aquell moment estava al capdavant, tothom li agradava, tothom s'interessava per ella. No és estrany, perquè va tancar tants "forats" a la ciència física clàssica (no obstant això, també en va crear de nous), va oferir una justificació científica per als viatges en el temps, la telequinesi, la telepatia i els mons paral·lels..
El paper de l'observador
Qualsevol esdeveniment o estat depèn directament de l'observador. Normalment, així s'expliquen breument els conceptes bàsics de la física quàntica a persones que estan lluny de les ciències exactes. Tanmateix, la realitat és molt més complicada.
Això encaixa perfectament amb moltes tradicions ocultes i religioses que han insistit durant segles en la capacitat de les persones per influir en els esdeveniments que els envolten. D'alguna manera, aquesta també és la base per a una explicació científica de la percepció extrasensorial, perquè ara l'afirmació que una persona (observador) és capaç d'influir en els esdeveniments físics amb el poder del pensament no sembla absurda.
A cada estat propi d'un esdeveniment o objecte observat corresponvector propi de l'observador. Si l'espectre de l'operador (observador) és discret, l'objecte observat només pot assolir valors propis discrets. És a dir, l'objecte d'observació, així com les seves característiques, està completament determinat per aquest mateix operador.
Fonaments de la física quàntica en paraules complexes
A diferència de la mecànica (o física) clàssica convencional, no es poden fer prediccions simultànies de variables conjugades com ara la posició i el moment. Per exemple, els electrons es poden (amb una certa probabilitat) situar-se aproximadament en una regió determinada de l'espai, però la seva posició exacta matemàtica és realment desconeguda.
Al voltant del nucli d'un àtom es poden dibuixar contorns de densitat de probabilitat constant, sovint anomenats "núvols", per conceptualitzar on és més probable que es trobi un electró. El principi d'incertesa de Heisenberg demostra la incapacitat de localitzar amb precisió una partícula donat el seu impuls conjugat. Alguns models d'aquesta teoria tenen un caràcter computacional purament abstracte i no impliquen valor aplicat. No obstant això, sovint s'utilitzen per calcular interaccions complexes a nivell de partícules subatòmiques i altres qüestions subtils. A més, aquesta branca de la física va permetre als científics assumir la possibilitat de l'existència real de molts mons. Potser els podrem veure aviat.
Funcions d'ona
Les lleis de la física quàntica són molt voluminoses i variades. S'entrecreuen ambconcepte de funcions d'ona. Algunes funcions d'ona especials creen una dispersió de probabilitats que és inherentment constant o independent del temps, per exemple, quan en un estat estacionari d'energia, el temps sembla desaparèixer respecte a la funció d'ona. Aquest és un dels efectes de la física quàntica, que és fonamental per a ella. El fet curiós és que el fenomen del temps s'ha revisat radicalment en aquesta ciència inusual.
Teoria de la perturbació
No obstant això, hi ha diverses maneres fiables de desenvolupar les solucions necessàries per treballar amb fórmules i teories en física quàntica. Un d'aquests mètodes, conegut comunament com a "teoria de la perturbació", utilitza un resultat analític per a un model elemental de mecànica quàntica. Va ser creat per aportar resultats d'experiments per desenvolupar un model encara més complex relacionat amb un model més senzill. Així és com resulta la recursivitat.
Aquest enfocament és especialment important en la teoria del caos quàntic, que és molt popular per interpretar diversos esdeveniments en la realitat microscòpica.
Normes i lleis
Les regles de la mecànica quàntica són fonamentals. Afirmen que l'espai de desplegament d'un sistema és absolutament fonamental (té un producte puntual). Una altra afirmació és que els efectes observats per aquest sistema són alhora operadors peculiars que afecten els vectors en aquest mateix medi. Tanmateix, no ens diuen en quin espai de Hilbert o en quins operadors existeixenaquest moment. Es poden triar adequadament per donar una descripció quantitativa d'un sistema quàntic.
Significat i impacte
Des del principi d'aquesta ciència inusual, molts aspectes i resultats antiintuïtius de l'estudi de la mecànica quàntica han provocat forts debats filosòfics i moltes interpretacions. Fins i tot les qüestions fonamentals, com ara les regles per calcular diverses amplituds i distribucions de probabilitat, mereixen el respecte del públic i de molts científics destacats.
Richard Feynman, per exemple, va comentar tristament una vegada que no estava gens segur que cap dels científics entengués la mecànica quàntica. Segons Steven Weinberg, en aquests moments no hi ha cap interpretació de la mecànica quàntica que s'adapti a tothom. Això suggereix que els científics han creat un "monstre", per entendre i explicar completament l'existència del qual ells mateixos són incapaços de fer-ho. Tanmateix, això no perjudica de cap manera la rellevància i la popularitat d'aquesta ciència, sinó que atrau professionals joves que volen resoldre problemes realment complexos i incomprensibles.
A més, la mecànica quàntica ha obligat a una revisió completa de les lleis físiques objectives de l'Univers, la qual cosa és una bona notícia.
Interpretació de Copenhaguen
Segons aquesta interpretació, la definició estàndard de causalitat que ens coneixem des de la física clàssica ja no és necessària. Segons les teories quàntiques, la causalitat en el sentit habitual per a nos altres no existeix en absolut. Tots els fenòmens físics en ells s'expliquen des del punt de vista de la interacció de l'elemental més petitpartícules a nivell subatòmic. Aquesta zona, malgrat l'aparent improbabilitat, és molt prometedora.
Psicologia quàntica
Què es pot dir de la relació entre la física quàntica i la consciència humana? Això està molt ben escrit en un llibre escrit per Robert Anton Wilson l'any 1990 anomenat Psicologia quàntica.
Segons la teoria exposada al llibre, tots els processos que ocorren al nostre cervell es deuen a les lleis descrites en aquest article. És a dir, es tracta d'una mena d'intent d'adaptar la teoria de la física quàntica a la psicologia. Aquesta teoria es considera paracientífica i no és reconeguda per la comunitat acadèmica.
El llibre de Wilson destaca pel fet que hi aporta un conjunt de tècniques i pràctiques diverses que demostren més o menys la seva hipòtesi. D'una manera o altra, el lector ha de decidir per si mateix si creu o no la viabilitat d'aquests intents d'aplicar models matemàtics i físics a les humanitats.
El llibre de Wilson va ser vist per alguns com un intent de justificar el pensament místic i vincular-lo a formulacions físiques recents provades científicament. Aquesta obra molt no trivial i cridaner fa més de 100 anys que es demanda. El llibre es publica, es tradueix i es llegeix arreu del món. Qui sap, potser amb el desenvolupament de la mecànica quàntica, l'actitud de la comunitat científica envers la psicologia quàntica també canviarà.
Conclusió
Gràcies a aquesta teoria notable, que aviat es va convertir en una ciència a part, vam poder explorar el medi ambientrealitat a nivell de partícules subatòmiques. Aquest és el nivell més petit de tots possibles, completament inaccessible a la nostra percepció. El que els físics sabien anteriorment del nostre món necessita una revisió urgent. Absolutament tothom està d'acord amb això. Es va fer evident que diferents partícules poden interactuar entre elles a distàncies completament impensables, que només podem mesurar mitjançant fórmules matemàtiques complexes.
A més, la mecànica quàntica (i la física quàntica) ha demostrat la possibilitat de moltes realitats paral·leles, viatges en el temps i altres coses que al llarg de la història es van considerar només coses de la ciència ficció. Sens dubte, aquesta és una gran contribució no només a la ciència, sinó també al futur de la humanitat.
Per als amants de la imatge científica del món, aquesta ciència pot ser alhora una amiga i un enemic. El cas és que la teoria quàntica obre àmplies oportunitats per a diverses especulacions sobre un tema paracientífic, com ja s'ha demostrat en l'exemple d'una de les teories psicològiques alternatives. Alguns ocultistes moderns, esoteristes i partidaris de moviments religiosos i espirituals alternatius (sovint psicocultes) recorren a les construccions teòriques d'aquesta ciència per corroborar la racionalitat i la veritat de les seves teories, creences i pràctiques místiques.
Aquest és un cas sense precedents, quan simples conjectures de teòrics i fórmules matemàtiques abstractes van portar a una autèntica revolució científica i va crear una nova ciència que va eliminar tot el que es coneixia abans. En algunsgrau, la física quàntica ha refutat les lleis de la lògica aristotèlica, ja que ha demostrat que a l'hora d'escollir "o-o" hi ha una més (i potser diverses) alternatives.
