125 let kvantne mehanike: Heisenbergova preboj spreminja fiziko!

125 let kvantne mehanike: Heisenbergova preboj spreminja fiziko!

Göttingen, Deutschland - Leta 2025 je kvantna mehanika postala 100 let, mejnik, ki ga je sprožil prelomni članek "O kvantni teoretični reinterpretaciji kinematičnih in mehanskih odnosov" Werner Heisenberg 29. julija 1925 v "Journal of Physics". Heisenberg, star komaj 23 let in pomočnik na inštitutu Göttingen za teoretično fiziko, je spremenil razumevanje jedrskega sveta. Glede na nemško fizično družbo (DPG) je bilo to delo prvi korak v dosledno teorijo, ki bi morala bistveno spremeniti naše znanje o najmanjših gradnikih materije, medtem ko klasični zakoni vse bolj niso uspeli. DPG poudarja, da je kvantna mehanika v zgodovini znanosti "skrivnosten proces", ker ne temelji na enem samem odkritju, ampak je bil rezultat kolektivnih prizadevanj.

Pojav kvantne mehanike

Teorija, ki jo je razvil Heisenberg, ni bila takoj razumljiva. Primerjava z nogometno tekmo ponazarja to: Medtem ko je reka žoge vidna v običajni igri, Heisenbergov pristop ostaja v temi, ko žoga zaide v cilj. Njegova teorija, ki kroži v temeljnih izrazih klasične mehanike in se osredotoča na merljive spremenljivke, kot sta frekvenca in intenzivnost spektralnih linij, ki je ključnega pomena za kvantno fiziko. Skupaj s svojimi kolegi Max Born in Pascual Jordanom je Heisenberg oblikoval kompleksno matematično strukturo v znamenitem "treh človeških delih", ki je bila osnova za kvantno mehaniko.

Teorije, ki jih je sprožil Heisenberg, pustijo druge izjemne fizike, kot sta Albert Einstein in Niels Bohr. Medtem ko je Einstein govoril o "Witchinemein", da bi kritiziral zapletenost in neupoštevanje Heisenbergovega pristopa, je Louis de Broglie predstavil svojo valovno hipotezo, ki je spremenila naravo elektrona. Tudi v naslednjih letih je bil dosežen pomemben napredek, na primer Schrödingerjeva enačba, ki jo je mehanika valov ustanovila in potrdila matematično uporabnost kvantne mehanike.

Heisenbergovi nauki še vedno pomembno vplivajo na osnove sodobne fizike, četudi kvantni mehaniki še vedno veljajo za skrivnostno po svoji naravi. Fiziki po vsem svetu temeljijo na konceptih kvantne mehanike in jih uporabljajo na področjih, kot so kvantni računalniki in kriptografija, ki se imenujejo druga kvantna revolucija. Te tehnologije, ki temeljijo na pravilih kvantne mehanike, imajo potencial, primerljive družbene preobrate, ki povzročajo prvo kvantno revolucijo z razvojem tranzistorjev in laserjev. Glede na Nature kvantna mehanika ostaja ena najbolje testiranih in hkrati večina prezzankih teorij fizike.