Mecanică cuantică

De la Wikipedia, enciclopedia liberă

Acest articol are nevoie de ajutorul dumneavoastră! Puteţi contribui la dezvoltarea şi îmbunătăţirea lui apăsând butonul "modifică pagina".

Ilustrare a unui celebru experiment mintal, pisica lui Schrödinger, care arată insolitul mecanicii cuantice. În timp ce particulele elementare se pot afla simultan în mai multe stări cuantice, pisica nu poate fi decît vie sau moartă.

Mecanica cuantică (sau imprecis spus teorie cuantică sau "fizică cuantică") este o teorie fizică, care descrie comportamentul materiei la nivelul atomic şi subatomic, fenomene pe care fizica newtoniană şi electromagnetismul clasic nici nu le pot explica. Mecanica cuantică este unul dintre pilonii fizicii moderne şi formează baza pentru multe dintre domeniile sale , cum ar fizica atomică, fizica stării solide şi fizica nucleară şi fizica particulelor elementare, dar şi ramuri înrudite precum chimia cuantică.

Fondatorii mecanicii cuantice au fost Werner Heisenberg şi Erwin Schrödinger. Contribuţii importante au adus Max Born, Pascual Jordan, Wolfgang Pauli, Niels Bohr, Paul Dirac şi John von Neumann. Aceste concepte de bază ale mecanicii cuantice au fost elaborate între 1926 şi 1935.

Esenţa mecanicii cuantice este formalismul matematic, care descrie fenomenele fizice prin intermediul vectorilor şi operatorilor spaţiului Hilbert. Pentru a descrie relaţia dintre formalismul matematic şi caracteristicile obersvabile ale obiectelor fizice au fost dezvoltate o serie de interpretări. Mai ales procesul de măsurare este un aspect central şi controversat pînă în ziua de azi. Printre interpretările cele mai populare se numără pe lîngă Interpretarea de la Copenhaga, teoria funcţiei de undă universală, teoria de Broglie-Bohm precum şi Consistent Histories Interpretation. Un principiu de important in mecanica cuantică este principiul de incertitudine a lui Werner Heisenberg care afirmă că nu putem afla simultan, cu precizie oricît de bună, atît poziţia cît şi impulsul unei particule. Explicaţia simplă este că încercarea de a măsura sau restrînge poziţia unei particule afectează impulsul ei şi viceversa.

Orice sistem fizic este un sistem cuantic, însă în mod practic, se poate considera că în cazul obiectelor macroscopice proprietăţile fizice sînt consecinţa unei medieri statistice pe un număr imens de subsisteme, ceea ce face ca parametrii care descriu sistemele macroscopice să varieze aparent continuu. Există cîteva excepţii notabile de la această regulă: supraconductoarele, superfluidele şi cîmpurile electromagnetice.

[modifică] Particule subatomice

Clasificare:

Bosoni: particule subatomice, care transmit forţe.
- Exemple: fotoni, gravitoni (gravitonul este o particulă ipotetică momentan), gluoni.
- Proprietăţi ale bosonilor:
  - Doi sau mai mulţi bosoni pot ocupa acelasi loc în spaţiu la un moment dat.
Fermioni: particule subatomice care intră în alcătuirea materiei.
- Exemple: protoni, neutroni, electroni.
- Proprietăţi ale fermionilor:
  - Doi sau mai mulţi fermioni nu pot ocupa acelaşi loc în spaţiu la un moment dat. Acest lucru se numeşte repulsia Pauli.