125 χρόνια κβαντικής μηχανικής: Η ανακάλυψη του Heisenberg αλλάζει τη φυσική!

125 χρόνια κβαντικής μηχανικής: Η ανακάλυψη του Heisenberg αλλάζει τη φυσική!

Göttingen, Deutschland - Το 2025, η κβαντική μηχανική έγινε 100 ετών, ένα ορόσημο που ξεκίνησε από το πρωτοποριακό άρθρο "σχετικά με την κβαντική θεωρητική επανεξέταση των κινηματικών και μηχανικών σχέσεων" του Werner Heisenberg στις 29 Ιουλίου 1925 στο "Journal of Physics". Ο Heisenberg, μόλις 23 ετών και βοηθός στο Ινστιτούτο Θεωρητικής Φυσικής του Göttingen, επανάσταση στην κατανόηση του πυρηνικού κόσμου. Σύμφωνα με τη γερμανική φυσική κοινωνία (DPG), αυτό το έργο ήταν το πρώτο βήμα σε μια συνεπή θεωρία που θα έπρεπε να αλλάξει θεμελιωδώς τις γνώσεις μας για τα μικρότερα δομικά στοιχεία της ύλης, ενώ οι κλασικοί νόμοι απέτυχαν όλο και περισσότερο. Το DPG υπογραμμίζει ότι η κβαντική μηχανική είναι μια "μυστηριώδης διαδικασία" στην ιστορία της επιστήμης επειδή δεν βασίζεται σε μια ενιαία ανακάλυψη, αλλά ήταν το αποτέλεσμα των συλλογικών προσπαθειών.

Η εμφάνιση της κβαντικής μηχανικής

Η θεωρία που αναπτύχθηκε από τον Heisenberg δεν ήταν άμεσα κατανοητή. Μια σύγκριση με ένα παιχνίδι ποδοσφαίρου δείχνει αυτό: ενώ ο ποταμός της μπάλας είναι ορατός σε ένα κανονικό παιχνίδι, η προσέγγιση του Heisenberg παραμένει στο σκοτάδι, καθώς η μπάλα μπαίνει στο στόχο. Η θεωρία του κυκλοφορεί θεμελιώδεις όρους της κλασικής μηχανικής και επικεντρώθηκε σε μετρήσιμες μεταβλητές όπως η συχνότητα και η ένταση των φασματικών γραμμών, η οποία είναι ζωτικής σημασίας για την κβαντική φυσική. Μαζί με τους συναδέλφους του Max Born και Pascual Jordan, ο Heisenberg διατύπωσε μια πολύπλοκη μαθηματική δομή στο διάσημο "τρίτο έργο", που αποτελούσε τη βάση για την κβαντική μηχανική.

Οι θεωρίες που ξεκίνησαν από τον Heisenberg άφησαν άλλους εξαιρετικούς φυσικούς, όπως ο Albert Einstein και ο Niels Bohr. Ενώ ο Αϊνστάιν μίλησε για το "Witchinemein" για να επικρίνει την πολυπλοκότητα και την αβάσιμη της προσέγγισης του Heisenberg, ο Louis de Broglie παρουσίασε την υπόθεση του κύματος που επανάσταση στη φύση του ηλεκτρονίου. Επίσης, τα επόμενα χρόνια έγινε σημαντική πρόοδος, για παράδειγμα από την εξίσωση Schrödinger, την οποία οι μηχανικοί κύματος ίδρυσαν και επιβεβαίωσαν τη μαθηματική εφαρμογή της κβαντικής μηχανικής.