تعريف ساده و كوتاه از مكانيك كوانتومي

[Pari_A]

تعريف ساده و كوتاه از مكانيك كوانتومي

در فرهنگ لغت معين، كوانتوم به معني كوچک‌ترین مقدار هر کمیت فیزیکی که می تواند به طور مستقل وجود داشته باشد،‌ تعريف شده است. در فیزیك، كمیت‌های گسسته را كمیت‌های كوانتومی می‌نامند. بنابراین كمیت‌های كوانتومی، مضرب صحيحي از یك مقدار پایه هستند كه به آن مقدار پایه یك كوانتوم می‌گویند. همانند بار الكتریكی كه یك كمیت كوانتومی است و كوانتوم آن، بار الكترون است.
انرژی یك جسم كه به‌ صورت امواج الكترومغناطیس گسیل می‌شود نيز نمی‌تواند هر مقداری داشته باشد، بلكه مضرب صحيحي از یك مقدار پایه است كه مقدار پايه‌ي آن فوتون ناميده مي شود.

شكست فيزيك كلاسيك در توضيح چندين پديده‌ي ميكروسكوپي مانند تابش جسم سياه، اثرفوتوالكتريك، پايداري اتمي و طيف‌نگاري اتمي راه را براي جست‌وجوي ايده‌هاي خارج از قلمرو فيزيك كلاسيك هموار ساخت.

پایه‌های مکانیک کوانتومی در نیمه‌ي اول قرن بیستم به وسیله‌ي ورنر هایزنبرگ، ماکس پلانک، لویی دوبروی، نیلس بور، اروین شرودینگر، ماکس بورن، جان فون نویمان، پاول دیراک، ولفگانگ پاولی و دیگران ساخته شد. بعضی از جنبه‌های بنیادی این نظریه هنوز هم در حال پیشرفت است.

مكانيك كوانتومي نظريه‌اي است كه ديناميك ماده را در مقياس ميكروسكوپي توصيف مي‌كند. مكانيك كوانتومي تنها چارچوب معتبر براي توصيف دنياي ميكرو فيزيكي است.

مكانيك كوانتومي شالوده‌ي بنيادين همه‌ي فيزيك نوين است: فيزيك حالت جامد، فيزيك مولكولي، فيزيك اتمي، فيزيك هسته‌اي، فيزيك ذرات بنيادي،‌ اپتيك،‌ ترموديناميك،‌ مكانيك آماري و غيره .

گذشته از اين، مكانيك كوانتومي به عنوان اساس شيمي و زيست‌شناسي نيز در نظر گرفته شده است. تحقیقات چند موسسه در آمریکا و هلند نشان داده است که بسیاری از فرایندهای زیستی از مکانیک کوانتومی بهره می‌برند. قبلا تصور می‌شد فتوسنتز گیاهان فرایندی بر پایه بیوشیمی است اما تحقیقات پروفسور فلمینگ و همکارانش در دانشگاه برکلی و دانشگاه واشنگتن در سنت لوییس به کشف یک مرحله کلیدی از فرآیند فوتوسنتز منجر شده که بر مکانیک کوانتومی استوار است. همچنین پژوهش‌های کریستوفر آلتمن، پژوهشگری از موسسه دانش نانوی کاولی در هلند، حاکی از آن است که نحوه کارکرد سلول‌های عصبی خصوصا در مغز که تا مدتها فرایندی بر پایه فعالیت‌های الکتریکی و بیوشیمی پنداشته می‌شد و محل بحث ساختارگرایان و ماتریالیست‌ها و زیست‌شناس‌ها بود، شامل سیستم‌های کوانتومی بسیاری است. این پژوهش‌ها نشان می‌دهد که سلول عصبی یک حلزون دریایی می‌تواند از نیروهای کوانتومی برای پردازش اطلاعات استفاده کند. در انسان نیز، فیزیک کوانتومی احتمالا در فرآیند تفکر دخیل است.