Квантовая физика для чайников

Jul 08, 2010 18:44

Пролистсала пару научный сайтов в поисках какой-нибудь занимательной  статьи.  Ничего не нашла. Есть, конечно, много всяких интересных фактов, но меня увлекает лишь что-нибудь опровергающее, меняющее или добавляющее существенно к нашей картине мира. А так как ничего эдакого не нашлось, я вернулась к своей старой мысли - перевести гид для начинающих из Newscientist, поработать над основой этой самой картины мира.

Введение в мир квантов.
Если рассматривать успешную научную теорию как средство для разрешения запущеных проблем, то квантововую физику можно рассматривать как чудодейственное лекарство 20 века.
Именно она успешно объяснила такие феномены как радиоактивность и антиматерия, и  никакая другая теория не способна дать описание тому, как ведёт себя свет и частицы материи в микромире.

Но, в то же время квантовая физика ошеломляет и срывает крышу. Квантовые объекты могут существовать одновременно в нескольких состояниях и в нескольких местах, требуя загадочные методы статистики для своего описания. Полная неопределённости и кишащая парадоксами, эта теория критикуется за то, что бросает вызов самому понятию объективной реальности, факт, оказавшийся не по зубам многим физикам, в том числе и Альберту Эйнштейну.

Сегодня учёные сражаются с этими философскими головоломками, стараясь применить странные свойства квантов для развития технологии, а также объединить квантовую физику и общую теорию относительности в единую теорию квантовой гравитации.

Зарождение идеи

Теория квантов зародилась в начале 20 века, когда идеи классической физики не смогли объяснить некоторые наблюдения. Предыдущие теории дозволяли атомам вибрировать на любой частоте, что привело к ошибочному выводы о том, что атом может излучать бесконечные величины энергии -- проблема, известная как ультрафиолетовая катастрофа.

В 1900 году Макс Планк решил эту задачу, допустив, что атомы могут вибрировать только на специфических, квантованных частотах. Затем в 1905 году Эйнштейн раскрыл тайну фотоэффекта, когда свет, падая на металл, высвобождает электроны лишь с определёнными значениями энергии. Существующая тогда теория света как волны не смогла объяснить этот эффект, но Эйнштейн предложил эллегантное решание, допустив, что свет распространяется отдельными порциями энергии, названными фотонами - гениальная идея, вознагражденная в 1921 Нобелевской премией по физике.

(Продолжение следует)

Квантовая физика

Previous post Next post
Up