تبلیغات
فیزیکilove - کوانتوم

فیزیکilove


 http://bia2skin.ir/theme/abzar/posticon/40.gifدر سال 1803، دانشمندی انگلیسی به نام توماس یانگ (Thomas Young)، آزمایش قابل توجهی انجام داد. یانگ كه به هیروگلیف‌های مصری بسیار علاقه‌مند بود و در استخراج آنان نیز همكاری داشت، درباره‌ی ماهیت نور تحقیق می‌كرد. آزمایش وی، تحولی در فیزیك ایجاد كرد كه در نهایت باعث دگرگونی قوانین حركت آیزاك نیوتون شد، قوانینی كه یك قرن پیش از یانگ ارائه شده بود. این آزمایش همچنین یكی از بزرگترین رازهای جهان را نمایان ساخت: راز كوانتوم.

بدون شك، معمای رمزآلود فیزیك كوانتوم، معمای عمیقی است. اگر كسی یك مار بزرگ دریایی واقعی بگیرد یا به یك دایناسور زنده بربخورد، رسانه‌ها چندین ماه به این موضوع می‌پردازند. كنار آب‌سردكن‌های تمام ادارات جهان، درباره‌ی این كشف جدید صحبت می‌شود. با این حال، هر چند چنین یافته‌ای می‌تواند بسیار تكان‌دهنده باشد، اما تغییر چندانی در جهان‌بینی ما ایجاد نمی‌كند. ما می‌دانیم كه خزندگان غول‌پیكر آبزی و دایناسورها در گذشته‌های دور می‌زیسته‌اند. برایمان بسیار تعجب‌برانگیز می‌شد اگر می‌فهمیدیم این موجودات به نحوی توانسته‌اند بی‌آنكه كه توسط دنیای علم كشف شوند، این همه سال زنده بمانند. اما در هر حال، این كشف، تغییر چندانی در نظریه‌ی تكامل ایجاد نمی‌كند.

ولی رازی كه در بطن فیزیك كوانتوم نهفته، به طور غیر مستقیم، درك ما را از حقیقی بودن جهان و هر آنچه در آن است (از جمله خود ما)، مورد هدف قرار می‌دهد. به علاوه، ایده‌ی مارهای غول‌پیكر دریایی و دایناسورها، بسیار خیالی و غیرمحتمل می‌باشد، حال آن‌كه تئوری فیزیك كوانتوم یكی از تئوری‌هایی است كه از پیكار آزمایشات فراوانی در عرصه‌ی علم، جان سالم به در برده است. علی‌رغم مشخصه‌های نامأنوس فیزیك كوانتوم، در صحت این نظریه، تردید چندانی باقی نمانده. همان‌طور كه دنیل ام. گرینبرگر بیان كرده است: «انیشتین می‌گفت اگر علم مكانیك كوانتوم درست باشد، جهان جای بسیار عجیبی است. انیشتین راست می‌گفت. جهان جای بسیار عجیبی است».

در سال ۱۹۱۱، رادرفورد (۹۴۷-۱۸۷۱) نشان داد که اتم ها، مثل میوه‌ها، دارای هسته‌ی مرکزی هستند. هسته بار مثبت دارد و الکترون‌ها به دور هسته می چرخند. اما الکترون های در حال چرخش، شتاب دارند و بر مبنای اصول الکترومغناطیس، «ذره‌ی بادارِ شتابدار باید تابش کند» و در نتیجه انرژی از دست بدهد و در یک مدار مارپیچی به سمت هسته سقوط کند. این سرنوشتی بود که مکانیک کلاسیک برای تمام الکترونها پیش ‌بینی می‌کند. طیف تابشی اتمها، بر خلاف فرضیات فیزیک کلاسیک گسسته است. به عبارت دیگر ، نوارهایی روشن و تاریک در طیف تابشی دیده می‌شوند.
اگر الکترونها به این توصیه عمل می‌کردند، همه‌‌ مواد (از جمله ما انسانها) باید از خود اشعه تابش می‌کردند (و همانطور که می‌دانید اشعه برای سلامتی بسیار خطرناک است)، ولی می‌بینیم از تابشی که باید با حرکت مارپیچی الکترون به دور هسته حاصل شود اثری نیست و طیف نوری تابش ‌شده از اتمها بجای اینکه در اثر حرکت مارپیچی و سقوط الکترون پیوسته باشد، یک طیف خطی گسسته است؛ مثل برچسبهای رمزینه‌ای (
barcode) که روی اجناس فروشگاهها می‌زنند.
یعنی یک اتم خاص ، نه تنها در اثر تابش فرو نمی‌ریزد، بلکه نوری هم که از خود تابش می‌کند، رنگهای یا فرکانسهای گسسته و معینی دارد. گسسته بودن طیف تابشی اتمها از جمله علامت سؤالهای ناجور در مقابل فیزیک کلاسیک و فیزیکدانان دهه‌‌ی 1890 بود
.
 

دو فرزند انشتین

گفته می‌شود در اوایل قرن بیستم، انشتین صاحب دو فرزند شد- دو نظریه‌ی بزرگ فیزیك. می‌گویند او یكی را فرزندانش را دوست داشت (نسبیت) و از دیگری متنفر بود (فیزیك كوانتوم).چه چیزی در فیزیك كوانتوم، او را بر می‌آشفت؟ اول از همه، غیر قابل پیش‌بینی بودن آن. اگر قرار باشد یك تفنگ را تنظیم كنید و آن را به هدف بزنید، با معلوم بودن سرعت و جهت گلوله، تعیین مسیر آن بعد از خروج از لوله‌ی تفنگ، بسیار ساده است. اما فوتون این طور نیست. همان‌طور كه مثالِ ما درباره‌ی موج نورِ رهسپار شده از یك ستاره‌ی دوردست، نشان داد، فوتون به صورت موج احتمال حركت می‌كند. فوتون ممكن است هرجایی در مسیر حركت موج، ظاهر شود. هر چند، احتمال ظهور آن، در بعضی مكان‌ها بیشتر است. این باعث شد انشتین به طعنه بگوید كه باورش نمی‌شود «خدا با هستی تخته نرد بازی كند». انشتین كمك كرد نظریه‌ی كوانتوم به دنیا بیاید، ولی بسیار از آن آشفته گشت.

 

 دومین نكته‌ای كه انشتین را آزار می‌داد، این ایده بود كه با توجه به كپنهاگ، یك جسم پیش آن‌كه مورد مشاهده قرار گیرد، تنها به شكل موج احتمال وجود دارد. شاید وقتی حرف از یك فوتون باشد، این مسئله چندان مهم به نظر نرسد، چون بسیار بسیار كوچك است. اما این تنها فوتون‌ها نیستند كه از قوانین فیزیك فیزیك كوانتوم پیروی می‌كنند، بلكه الكترون‌ها، پروتون‌ها، اتم‌ها و مولكول‌ها نیز مشمول این قوانین هستند. همه‌ی آن‌ها پیش از مشاهده شدن، تنها موج‌اند و آزمایش دو شكاف، با موادی به بزرگی مولكول‌های فولرن (Fullerene) كه 60 اتم كربن دارند، انجام شده است.

در نهایت اگر فكر كنیم، می‌بینیم تمام جهان ما، از اتم‌ها و مولكول‌ها تشكیل شده و خود ما نیز. آیا این بدان معناست كه ما تنها، امواج بزرگ احتمال هستیم؟

این تصور كه هر چیزی در جهان ما، در صورت مشاهده نشدن، ماهیتی مستقل ندارد، انشتین را واداشت به شوخی بگوید: «ترجیح می‌دهم فكر كنم ماه، حتی وقتی نگاهش نمی‌كنم، باز وجود دارد».ف.زhttp://bia2skin.ir/theme/abzar/posticon/87.gif


نوشته شده در دوشنبه 7 دی 1394 ساعت 08:53 ب.ظ توسط ف ع نظرات |


Design By : Pichak