125 vuotta kvanttimekaniikkaa: Heisenbergin läpimurto muuttaa fysiikkaa!

125 vuotta kvanttimekaniikkaa: Heisenbergin läpimurto muuttaa fysiikkaa!

Göttingen, Deutschland - Vuonna 2025 kvanttimekaniikasta tuli 100 vuotta vanha, virstanpylväs, joka aloitettiin uraauurtavalla artikkelissa "Kinemaattisten ja mekaanisten suhteiden kvanttiteoreettinen uudelleen tulkinta" Werner Heisenbergin 29. heinäkuuta 1925 "Journal of Physics". Heisenberg, vain 23 -vuotias ja avustaja Göttingenin teoreettisen fysiikan instituutissa, mullisti ymmärryksen ydinmaailmasta. Saksan fyysisen seuran (DPG) mukaan tämä työ oli ensimmäinen askel johdonmukaiseen teoriaan, jonka pitäisi perusteellisesti muuttaa tietomme pienimmistä aineen rakennuspalikoista, kun taas klassiset lait epäonnistuivat yhä enemmän. DPG korostaa, että kvanttimekaniikka on "salaperäinen prosessi" tieteen historiassa, koska se ei perustu yhteen löytöön, mutta se oli seurausta kollektiivisista ponnisteluista.

kvanttimekaniikan syntyminen

Heisenbergin kehittämä teoria ei ollut heti ymmärrettävää. Vertailu jalkapallopeliin kuvaa tätä: Vaikka pallon joki on näkyvissä normaalissa pelissä, Heisenbergin lähestymistapa pysyy pimeässä, kun pallo pääsee maaliin. Hänen teoriansa, joka kiertää klassisen mekaniikan perustermejä ja keskittyy mitattavissa oleviin muuttujiin, kuten spektrilinjojen taajuuteen ja voimakkuuteen, mikä on ratkaisevan tärkeää kvanttifysiikan kannalta. Yhdessä kollegoidensa Max Bornin ja Pascual Jordanin kanssa Heisenberg muotoili monimutkaisen matemaattisen rakenteen kuuluisassa "kolmen miehen työssä", joka muodosti perustan kvanttimekaniikoille.

Heisenbergin aloittamat teoriat antoivat muiden erinomaisten fyysikkojen, kuten Albert Einsteinin ja Niels Bohrin, kuten Albert Einsteinin ja Niels Bohrin. Vaikka Einstein puhui "Witchinemeinistä" kritisoidakseen Heisenbergin lähestymistavan monimutkaisuutta ja perusteellisuutta, Louis de Broglie esitteli aaltohypoteesin, joka mullisti elektronin luonteen. Myös seuraavina vuosina saavutti merkittävää edistystä, esimerkiksi Schrödinger -yhtälö, jonka aaltomekaniikka perusti ja vahvisti kvanttimekaniikan matemaattisen sovellettavuuden.

Heisenbergin opetuksilla on edelleen merkittävä vaikutus modernin fysiikan perusteisiin, vaikka kvanttimekaniikkaa pidetään edelleen salaperäisinä sen luonteessaan. Fyysikot ympäri maailmaa rakentuvat kvanttimekaniikan käsitteisiin ja käyttävät niitä sellaisilla alueilla kuin kvanttitietokoneet ja salaus, jota kutsutaan toiseksi kvanttivallankumoukseksi. Näillä kvanttimekaniikan sääntöihin perustuvilla tekniikalla on potentiaaliset, vertailukelpoiset sosiaaliset murrokset, jotka aiheuttavat ensimmäisen kvanttivallankumouksen transistorien ja laserien kehittymisen myötä. luonto , kvanttimekaniikka on edelleen yksi parhaimmista testatuista ja samalla fysiikan kaikkein hämmentävistä teorioista.