מה ההבדל בין מכניקת הקוונטים לפיזיקת הקוונטים?

למרות שלפעמים אנו משתמשים במונחים אלה כדי לתאר את אותו הדבר, יש הבדל בין פיזיקת הקוונטים למכניקת הקוונטים. אנו יכולים לזהות את פיזיקת הקוונטים כענף של מדע החוקר תיאוריות כמו מכניקת הקוונטים ותורת שדות קוונטים. במילים אחרות, מכניקה היא קבוצה של תיאוריות שאנו לומדים בענף המדע המכונה פיזיקה. בעיקרון אתה יכול לחשוב על החלוקה בין מערכות היחסות והקוונטיות כ”חלקה” לעומת “שמנמנה”. בתורת היחסות הכללית, אירועים הם מתמשכים ודטרמיניסטיים, כלומר כל סיבה תואמת להשפעה מקומית ספציפית. במכניקת הקוונטים, אירועים שנוצרו על ידי אינטראקציה של חלקיקים תת-אטומיים מתרחשים בקפיצות, עם תוצאות הסתברותיות ולא מוגדרות.

• (אף חתול אמיתי מעולם לא היה נתון לניסוי זה.) גם שרדינגר וגם איינשטיין האמינו שזה עזר להראות שמכניקת הקוונטים היא תיאוריה לא שלמה ובסופו של דבר תוחלף בתיאוריה שתואמת את הניסיון הרגיל.
• בכל הדרכים הללו, הוא נאמן למיינסטרים, החשיבה המבוססת על הקוונטים בפיזיקה המודרנית.
• שרדינגר קיווה להראות את האבסורד של רעיונותיו של בוהר באמצעות דוגמה בעולם האמיתי, שתלויה באופיו ההסתברותי של חלקיק קוונטי, אך הניבה תוצאה חסרת היגיון.
• או במילים אחרות, תורת היחסות הכללית תיאלץ לעשות שלום עם הפיזיקה הקוונטית, כי המרחב שבו פיזיקאים מודדים את השפעות תורת היחסות יחולק בעצמו ליחידות קוונטיות בלתי ניתנות לשבירה.
• חלקיקים תת-אטומיים כוללים פרוטונים, נויטרונים, אלקטרונים וכו’ הנוצרים מתהליכים רדיואקטיביים ותהליכי פיזור.
• נראה שההסתברות היא תכונה אינהרנטית של QM שלא ניתן לקחת ממנה כמו בדוגמאות המכניקה הסטטיסטית לעיל.

זה הוכח בניסוי שנדון לאחרונה בו חוקרים הולנדים התריסו נגד האפקט המקומי. הם הראו ששני חלקיקים – במקרה זה, אלקטרונים – יכולים להשפיע זה על זה באופן מיידי, למרות שהם נמצאים במרחק של קילומטר אחד. כשאתה מנסה לפרש חוקים רלטיביסטיים חלקים בסגנון קוונטי שמנמן, או להיפך, דברים משתבשים נורא.

ההבדל בין פיזיקת קוונטים למכניקת קוונטים

במכניקת הקוונטים, אובייקטים קיימים במקום בערפל של הסתברות; יש להם סיכוי מסוים להיות בנקודה A, סיכוי נוסף להיות בנקודה B וכן הלאה. תורת השדות הקוונטית היא מכניקת הקוונטים כאשר ספקטרום המצבים רציף. פיזיקת החומר המעובה משתמשת בתיאוריית שדות קוונטית לא-יחסותית כל הזמן כפי שאפילו הוזכר בפסקה השנייה של התשובה. לכן, לקרוא למכניקת הקוונטים “הגבול הלא-יחסותי של תורת השדות הקוונטיים” אינו נכון ומטעה. ההסבר המכונה פרשנות קופנהגן והתופעה המכונה הסתבכות קוונטית שייכים גם הם למכניקת הקוונטים.

מהי מכניקת הקוונטים במונחים פשוטים?

הוא גם הסביר כיצד צבעי אור מסוימים יכולים להוציא אלקטרונים ממשטחי מתכת – תופעה המכונה אפקט הפוטואלקטרי. איינשטיין ראה בעיני רוחו את האור הנוסע לא כגל, אלא כסוג של “קוואנטות אנרגיה”. חבילת אנרגיה זו, הציע איינשטיין במאמרו, יכולה “להיספג או להיווצר רק כמכלול”, במיוחד כאשר אטום “קופץ” בין קצבי רטט כמותיים. בקנה מידה של אטומים ואלקטרונים, הרבה מהמשוואות של המכניקה הקלאסית, המתארות את התנועה והאינטראקציות של דברים בגדלים ובמהירויות יומיומיות, מפסיקות להיות שימושיות.

מהם 5 כוחות הטבע?

“תורת היחסות הכללית אינה תיאור של תת-מערכות. זה תיאור של היקום כולו כמערכת סגורה”, הוא אומר. כשפיזיקאים מנסים לפתור את ההתנגשות בין תורת היחסות למכניקת הקוונטים, לכן, זה נראה כמו אסטרטגיה חכמה עבורם ללכת בעקבות איינשטיין ולהגיע הכי גדול שהם יכולים. זה; המודל הסטנדרטי מתאר את הסיווג של כל החלקיקים התת-אטומיים ואת האינטראקציות הבסיסיות החזקות, החלשות והאלקטרומגנטיות של חלקיקים אלו. במכניקה הסטטיסטית המערכת בכל עת נמצאת במיקרו-מצב מוגדר (למשל מיקומים ומהירויות של כל החלקיקים בגז), אך איננו יודעים מהו המצב הזה.

מה ההבדל בין פיזיקת קוונטים למכניקת קוונטים?

פיזיקת החלקיקים היא ענף בפיזיקה שבו אנו חוקרים את טבעם של חלקיקים המהווים חומר וקרינה. המונח חלקיק עשוי להתייחס לאובייקטים שונים, אך בפיזיקת החלקיקים, אנו מדברים בדרך כלל על החלקיקים הקטנים ביותר שניתן לזהות; חלקיקים תת – אטומיים. מכניקת הקוונטים, מדע העוסק בהתנהגות החומר והאור בקנה מידה אטומי ותת-אטומי. הוא מנסה לתאר ולהסביר את המאפיינים של מולקולות ואטומים ומרכיביהם – אלקטרונים, פרוטונים, נויטרונים וחלקיקים אזוטריים אחרים כמו קווארקים וגלואונים.

עוד קהילות חילופי מחסניות

עם זאת, עבור רוב התיאורטיקנים של ימינו, האמונה בראשוניות של מכניקת הקוונטים עמוקה עוד יותר. ברמה הפילוסופית – אפיסטמולוגית – הם רואים במציאות רחבת ההיקף של הפיזיקה הקלאסית סוג של אשליה, קירוב העולה מההיבטים היותר “אמיתיים” של העולם הקוונטי הפועל בקנה מידה קטן ביותר.

יתר על כן, פיזיקת הקוונטים דנה באנרגיה, תנע, תנע זוויתי וכו’ בעוד שפיזיקה של חלקיקים דנה בחלקיקים תת-אטומיים כמו חלקיקים יסודיים. לכן, זה ההבדל בין פיזיקת הקוונטים למכניקת הקוונטים מבחינת השימוש בהן. הוגאן מודה שהקונספט שלו נשמע קצת מוזר, אפילו להרבה מעמיתיו בצד הקוונטי של הדברים. בדומה לפתרון ה-chunky-space, תורת המיתרים מניחה מבנה בסיסי לחלל, אך משם השתיים מתפצלות. כמו מרחב עבה, תורת המיתרים מונעת קטסטרופה כבידה על ידי החדרת קנה מידה סופי והקטן ביותר ליקום, אם כי מיתרי היחידה קטנים באופן דרסטי אפילו מהמבנים המרחביים שהוגאן מנסה למצוא.

תובנות אחרונות

תורת הקוונטים היא הבסיס התיאורטי של הפיזיקה המודרנית שמסביר את הטבע וההתנהגות של החומר והאנרגיה ברמה האטומית והתת-אטומית. טבעם והתנהגותם של החומר והאנרגיה ברמה זו מכונה לפעמים פיזיקת הקוונטים ומכניקת הקוונטים. מכניקת הקוונטים היא תיאוריה בסיסית בפיזיקה המספקת תיאור של התכונות הפיזיקליות של הטבע בקנה מידה של אטומים וחלקיקים תת-אטומיים. זהו הבסיס לכל הפיזיקה הקוונטית כולל כימיה קוונטית, תורת שדות קוונטים, טכנולוגיה קוונטית ומדע מידע קוונטי. אנשים משתמשים במונחים “פיזיקת קוונטים” ו”מכניקת קוונטים” במשמעויות שונות.

האם מכניקת הקוונטים ותורת היחסות הכללית אינן תואמות?

מכניקת הקוונטים היא תת-תחום של הפיזיקה המתאר את התנהגותם של חלקיקים – אטומים, אלקטרונים, פוטונים וכמעט כל דבר בתחום המולקולרי והתת-מולקולרי. אני חושב על “מכניקת הקוונטים” בתור תת-קבוצה של “פיזיקת הקוונטים”. באופן רופף, מכניקת הקוונטים היא החומר התיאורטי, ואילו פיזיקת הקוונטים כוללת גם את החומר הניסיוני והתצפיתי. פיזיקה קוונטית, לעומת זאת, היא חקר הקוונטות – יחידות קטנות המרכיבות את האנרגיה.

(אף חתול אמיתי מעולם לא היה נתון לניסוי זה.) גם שרדינגר וגם איינשטיין האמינו שזה עזר להראות שמכניקת הקוונטים היא תיאוריה לא שלמה ובסופו של דבר תוחלף בתיאוריה שתואמת את הניסיון הרגיל. זה התחיל בתחילת המאה ה-20, בערך באותו זמן פרסם אלברט איינשטיין את תורת היחסות שלו, מהפכה נפרדת בפיזיקה שמתארת ​​תנועה של דברים במהירויות גבוהות. אולם בניגוד לתורת היחסות, לא ניתן לייחס למדען אחד את מקורותיה של מכניקת הקוונטים.

גם אם הוגאן צודק, נתחי החלל שלו צריכים להגיע לממוצע למציאות החלקה שאנו חווים מדי יום. גם אם סמולין טועה, יש שם קוסמוס שלם עם תכונות ייחודיות שצריך להסביר – משהו שלפחות כרגע, פיזיקת הקוונטים לבדה לא יכולה לעשות. גרסאות נוכחיות של תורת השדות הקוונטים מצליחות להסביר כיצד חלקיקים בודדים או מערכות קטנות של חלקיקים מתנהגים, אך הן אינן מצליחות לקחת בחשבון את הדרוש כדי לקבל תיאוריה הגיונית של הקוסמוס בכללותו. במונחים של סמולין, מכניקת הקוונטים היא רק “תיאוריה של תת-מערכות של היקום”. מטרתו היא לחשוף את המאפיינים וההתנהגויות של אבני הבניין של הטבע. בעוד שניסויים קוונטיים רבים בוחנים עצמים קטנים מאוד, כמו אלקטרונים ופוטונים, תופעות קוונטיות נמצאות מסביבנו, הפועלות בכל קנה מידה.