125 metų kvantinė mechanika: Heisenbergo proveržis keičia fiziką!

125 metų kvantinė mechanika: Heisenbergo proveržis keičia fiziką!

Göttingen, Deutschland - 2025 m. Kvantinė mechanika tapo 100 metų, o tai buvo novatoriškas straipsnis „Apie kvantinio teorinį kinematinių ir mechaninių ryšių interpretaciją“ 1925 m. Liepos 29 d. Werner Heisenberg, 1925 m. Liepos 29 d. Heisenbergas, tik 23 metų ir Getingeno teorinės fizikos instituto padėjėjas, revoliucionavo branduolinio pasaulio supratimą. Remiantis Vokietijos fizikų draugija (DPG), šis darbas buvo pirmasis žingsnis į nuoseklią teoriją, kuri iš esmės turėtų pakeisti mūsų žinias apie mažiausius materijos blokus, o klasikiniai įstatymai vis labiau nepavyko. DPG pabrėžia, kad kvantinė mechanika yra „paslaptingas procesas“ mokslo istorijoje, nes jis nėra pagrįstas vienu atradimu, bet buvo kolektyvinių pastangų rezultatas.

Kvantinės mechanikos atsiradimas

Heisenbergo sukurta teorija nebuvo iš karto suprantama. Palyginimas su futbolo žaidimu iliustruoja tai: nors rutulio upė matoma įprastame žaidime, Heisenbergo požiūris išlieka tamsoje, nes kamuolys patenka į tikslą. Jo teorija cirkuliuoja pagrindinius klasikinės mechanikos terminus ir sutelkė dėmesį į išmatuojamus kintamuosius, tokius kaip spektrinių linijų dažnis ir intensyvumas, kuris yra labai svarbus kvantinei fizikai. Kartu su savo kolegomis Maxu Bornu ir Pascuuuru Jordanu Heisenbergas suformulavo sudėtingą matematinę struktūrą garsiajame „trijų žmonių kūrinyje“, kuris sudarė kvantinės mechanikos pagrindą.

Heisenbergo inicijuotos teorijos leido kitiems išskirtiniams fizikams, tokiems kaip Albertas Einšteinas ir Nielsas Bohras. Nors Einšteinas kalbėjo apie „raganą“, norėdamas kritikuoti Heisenbergo požiūrio sudėtingumą ir nepagrįstumą, Louis de Broglie pateikė savo bangos hipotezę, kuri revoliucionuoja elektronų prigimtį. Taip pat kitais metais buvo padaryta reikšminga pažanga, pavyzdžiui, Schrödingerio lygtis, kurią bangos mechanika įkūrė ir patvirtino kvantinės mechanikos matematinį pritaikomumą.

Heisenbergo mokymai vis dar daro didelę įtaką šiuolaikinės fizikos pagrindams, net jei kvantinė mechanika vis dar laikoma paslaptinga savo prigimtimi. Fizikai visame pasaulyje remiasi kvantinės mechanikos koncepcijomis ir naudoja jas tokiose srityse kaip kvantiniai kompiuteriai ir kriptografija, vadinamos antra kvantinė revoliucija. Šios technologijos, pagrįstos kvantinės mechanikos taisyklėmis, turi potencialų, palyginamų socialinių perversmų, sukeliančių pirmąją kvantinę revoliuciją kuriant tranzistorius ir lazerius. Remiantis Nature , kvantinė mechanika išlieka viena iš geriausiai išbandytų ir tuo pačiu metu daugiausiai dailios fizikos teorijų.