A kvantummechanika 125 éve: Heisenberg áttörése megváltoztatja a fizikát!

A kvantummechanika 125 éve: Heisenberg áttörése megváltoztatja a fizikát!

2025-ben lesz 100 éves a kvantummechanika, ez a mérföldkő a „A kinematikai és mechanikai kapcsolatok kvantumelméleti újraértelmezéséről” című, úttörő cikke által kezdeményezett Werner Heisenberg 1925. július 29-én a „Magazine for Physics”-ben. Heisenberg, aki akkor még csak 23 éves volt, és a Göttingeni Elméleti Fizikai Intézet asszisztense, forradalmasította az atomvilág megértését. A Német Fizikai Társaság (DPG) szerint ez a munka az első lépést jelentette egy olyan következetes elmélet felé, amely alapjaiban változtatja meg az anyag legkisebb építőköveire vonatkozó ismereteinket, miközben a klasszikus törvények egyre inkább kudarcot vallottak. A DPG hangsúlyozza, hogy a kvantummechanika „titokzatos folyamat” a tudománytörténetben, mert nem egyetlen felfedezésen alapul, hanem kollektív erőfeszítések eredménye.

A kvantummechanika megjelenése

A Heisenberg által kidolgozott elmélet nem volt azonnal érthető. A futballmeccsekkel való összehasonlítás egyértelművé teszi ezt: míg egy normál játékban látható a labda áramlása, Heisenberg megközelítésével továbbra sem világos, hogyan kerül a labda a kapuba. Elmélete megkerülte a klasszikus mechanika alapfogalmait, és olyan mérhető mennyiségekre összpontosított, mint a spektrumvonalak frekvenciája és intenzitása, ami döntő fontosságú a kvantumfizika számára. Kollégáival, Max Bornnal és Pascual Jordannel együtt Heisenberg összetett matematikai struktúrát fogalmazott meg a híres „három emberes munkában”, amely a kvantummechanika alapját képezte.

A Heisenberg által kezdeményezett elméletek más kiváló fizikusokat, például Albert Einsteint és Niels Bohrt is reagálásra késztették. Míg Einstein a "kőművességről" beszélt, hogy kritizálja Heisenberg megközelítésének összetettségét és alaptalanságát, Louis de Broglie bemutatta hullámhipotézisét, amely forradalmasította az elektron természetét. A következő években is jelentős előrelépés történt, például a Schrödinger-egyenlet, amely megalapozta a hullámmechanikát, és megerősítette a kvantummechanika matematikai alkalmazhatóságát.

Heisenberg tanításai ma is jelentős befolyást gyakorolnak a modern fizika alapjaira, annak ellenére, hogy a kvantummechanika még mindig titokzatos természetű. A fizikusok szerte a világon a kvantummechanika koncepcióira építenek, és olyan területeken használják azokat, mint a kvantumszámítás és a kriptográfia, amelyeket a második kvantumforradalomként emlegetnek. Ezek a kvantummechanika szabályain alapuló technológiák a tranzisztorok és lézerek fejlesztésével az első kvantumforradalomhoz hasonló társadalmi átalakulásokat idézhetnek elő. Hangos Természet A kvantummechanika továbbra is a fizika egyik legtöbbet tesztelt és egyben legrejtélyesebb elmélete.