125 aastat kvantmehaanikat: Heisenbergi läbimurre muudab füüsikat!

125 aastat kvantmehaanikat: Heisenbergi läbimurre muudab füüsikat!

Göttingen, Deutschland - Aastal 2025 sai kvantmehaanika 100 -aastaseks - verstapost, mille alustas Werner Heisenbergi murrangulise artikli "Kinemaatiliste ja mehaaniliste suhete kvantiteoreetilise tõlgendamise kohta" 29. juulil 1925 "Journal of Physics". Ainult 23 -aastane Heisenberg ja Göttingeni teoreetilise füüsika instituudi assistent muutis revolutsiooni tuumamaailma mõistmise. Saksamaa füüsilise ühiskonna (DPG) andmetel oli see töö esimene samm järjepidevasse teooriasse, mis peaks põhimõtteliselt muutma meie teadmisi väikseimate mateeria plokkide kohta, samas kui klassikalised seadused ebaõnnestusid üha enam. DPG rõhutab, et kvantmehaanika on teaduse ajaloos "salapärane protsess", kuna see ei põhine ühel avastusel, vaid oli kollektiivsete pingutuste tulemus.

kvantmehaanika tekkimine

Heisenbergi välja töötatud teooria polnud kohe mõistetav. Võrdlus jalgpallimänguga illustreerib seda: kuigi palli jõgi on tavalises mängus nähtav, jääb Heisenbergi lähenemine pimedasse, kui pall satub väravasse. Tema teooria ringleb klassikalise mehaanika põhiterminid ja keskendus mõõdetavatele muutujatele nagu spektraaljoonte sagedus ja intensiivsus, mis on kvantfüüsika jaoks ülioluline. Koos oma kolleegide Max Born ja Pascual Jordaaniaga sõnastas Heisenberg kuulsas "kolmemehe teoses" keeruka matemaatilise struktuuri, mis moodustas kvantmehaanika aluse.

Heisenbergi algatatud teooriad lasid teistel silmapaistvatel füüsikutel, nagu Albert Einstein ja Niels Bohr. Kui Einstein rääkis "Witchinemeinist", et kritiseerida Heisenbergi lähenemisviisi keerukust ja alusetust, esitas Louis de Broglie oma laine hüpoteesi, mis muutis elektroni olemuse revolutsiooni. Ka järgnevatel aastatel tegi olulist edu, näiteks Schrödingeri võrrand, mille lainemehaanika asutas ja kinnitas kvantmehaanika matemaatilist rakendatavust.

Heisenbergi õpetused mõjutavad tänapäevase füüsika põhitõdesid endiselt märkimisväärselt, isegi kui kvantmehaanikat peetakse oma olemuselt endiselt salapäraseks. Füüsikud kogu maailmas tuginevad kvantmehaanika kontseptsioonidele ja kasutavad neid sellistes valdkondades nagu kvantarvutid ja krüptograafia, mida nimetatakse teiseks kvantrevolutsiooniks. Nendel kvantmehaanika reeglitel põhinevatel tehnoloogiatel on potentsiaalsed, võrreldavad sotsiaalsed murrangud, mis põhjustavad transistoride ja laserite väljatöötamisega esimest kvantrevolutsiooni. Vastavalt Nature on kvantmehaanika üks parimatest testitud ja samal ajal füüsika kõige mõistatuslikumaid teooriaid.