ما هي ميكانكيا الكم ؟

ما هي ميكانكيا الكم ؟

تعريف ميكانكيا الكم

تشرح الفيزياء الكلاسيكية بيئة حياتنا اليومية بشكل مثالي ، ولكنها تصبح غير فعالة على المستوى المجهري للذرات والجسيمات. لذا اتجه  العلماء لإستخدام ميكانيكا الكم حيث تأخد كميات المادة أو الطاقة المتبادلة فيها  قيم منفصلة.
علاوة على ذلك ، تشرح الفيزياء الكلاسيكية بشكل مختلف الجسيم (ذرة ، جسيم) و الموجة (الضوء ، الكهرباء) بينما لا تميز ميكانيكا الكم بينهما فبالنسبة لها ، الفوتون ، الإلكترون أو حتى الذرة هي على حد سواء موجة و جسيم .
يمكن إعتبار ثنائية جسيم -موجة كتراكب لمجموعة حالات و التي تشكل بدورها إمكانية حدوث  لجميع حالاتها الممكنة. وهكذا ، يمكن أن يكون للجسم الكمي احتمالات مختلفة لوجوده هنا أو هناك ، و لا يمكننا التأكد من أنه في مكان واحد إلا عند  إجراء القياس.  حيث تفرض  هده العملية  على ثنائية جسيم -موجة حالة محددة .

قط شرودنغر

استخدم الفيزيائي شرودنغر مثالا شهيرا لإبراز الجانب المتناقض من الأشياء التي لا يمكن معرفة حالتها في أي وقت. تخيل قطة كمية ، مقفلة في صندوق بلا نوافذ في وجود سم يتسبب في إطلاقه  عملية كمية. طالما أن الصندوق مغلق، فإننا لا نعرف ما إذا كانت العملية الكمية قد تسببت في الآلية ، فالقط قد  يكون ميتا و على  قيد الحياة مع احتمالات تعتمد على العملية. بالطبع ، عندما فتح  الصندوق ، تكون القطة ميتة أو حية.بالنظر إلى الداخل ، نقوم بعملية قياس تسمح لنا بمعرفة الحالة الكمية للنظام.

ما الفائدة من ميكانيكا الكم ؟

تعتبر  ميكانيكا الكم صيغة رياضية  يمكن استخدامها من قبل الباحثين في علوم النانو (الكيمياء، والبصريات والالكترونيات والمغناطيسية، الفيزياء الدولة المختصرة) و فيزيائييي القوانين الأساسية للكون (الجسيمات الأساسية الذري وعلم الكون).

 بعض مظاهر ميكانيكا الكم :

  • يرتكز مبدأ الليزر على مجموعة من الذارات المحمولة في نفس حالة الإثارة حيث تتخلص من الطاقة الممتصة بإطلاقها لضوء شديد القوة , تعتبر عملية انتقال الإلكترونات من مستوى طاقة إلى آخر  عملية كمية.
  • في الموصلية الفائقة نجد أن الإلكترونات التي تحمل نفس الشحنة تتجادب في حين يتوجب عليها أن تتنافر .
  • يسمح تأثير النفق للإلكترونات باختراق الحواجز و التي يعد تجاوزها أمرا ممنوعا في الفيزياء الكلاسيكة .
  • يعد السبين خاصية كمية بإمتياز لا توجد في الفيزياء الكلاسيكة ,حيث تم إستخدامها مسبقا في قارئ الأقراص الصلبة للحواسيب .

تم تطوير نظريات تصف ثلاثة من التفاعلات الأساسية الأربعة للكون في إطار ميكانيكا الكم:

التفاعل القوي الذي يربط مكونات النواة معا ،
التفاعل ال
ضعيف  الذي هو  أصل بعض أشكال النشاط الإشعاعي ،
الكهرومغناطيسية التي تحكم الظواهر الضوئية  , الكهربائية والمغناطيسية.

التفاعل الرابع و هي الجاذبية ،يتم شرحها لحدود الساعة بالنظرية النسبية. ففي مجالات الطاقة والفضاء التي استطاع الإنسان استكشافها ، لم يكن من الضروري “تحديد” الجاذبية. و مع ذلك ، يسعى العديد من علماء الفيزياء إلى توحيد هاتين النظريتين لتبني قوانين تشرح  الكون بطريقة بسيطة و كاملة .

ميكانيكا الكم و النسبية

في ميكانيك الكم ، تكون المادة و الطاقة متشابهتين ، لكن الزمن و الفضاء متباينان. في نظرية النسبية ، يشكل  الزمن و الفضاء بحجم واحد – وقت فراغ – في حين أن المادة و الطاقة متباينين .

قد يعجبك أيضا ....

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.