Physique quantique

Le début de la physique quantique

La physique est la science dans laquelle l’expérimentation est son objectif principal et est basée sur elle. Les théories physiques doivent s’accorder avec les expériences pour être acceptées. Après le milieu du XIXe siècle, la physique est apparue après des expériences qui ont montré des résultats étranges. Ces expériences étaient liées à l’étude des molécules et du comportement des atomes, et ont donné des résultats qui ne concordaient pas. Pour l’explication classique de ces phénomènes, les résultats ont conduit à réfléchir à certains principes de base de la physique et à la nécessité d’expliquer les phénomènes naturels d’une manière innovante et différente du passé, connue sous le nom de mécanique quantique.

La théorie quantique a émergé lorsque la physique classique n’a pas réussi à expliquer certains phénomènes, les plus importants de ces phénomènes étaient le rayonnement du corps noir, l’effet Compton, le phénomène photoélectrique, ainsi que les raies d’émission de l’atome d’hydrogène. Une complexité que nous n’aurions pas pu observer sans l’avènement de la mécanique quantique.

Fondateur de la physique quantique

Les fondements de la mécanique quantique moderne ont été posés au milieu du XXe siècle par un groupe de scientifiques comprenant Albert Einstein, Max Planck, Niels Bohr et Macky Born. L’annonce officielle de la théorie de la mécanique quantique avec la coopération d’un certain nombre de scientifiques dont David Hilbert, Paul Dirac et John von Neumann, qui a contribué à l’émergence d’autres domaines tels que la chimie quantique et l’électronique quantique, et en conflit avec les récents développements des théories comme la théorie des cordes et les théories de la gravité quantique, et la théorie de la mécanique quantique ont fourni une explication De nombreuses caractéristiques du tableau périodique des éléments chimiques et une description du comportement des atomes lorsqu’une réaction chimique se produit, la formation de liaisons, et comment les électrons circulent dans les semi-conducteurs utilisés dans les puces informatiques, qui est l’une des technologies modernes.

Le chat de Schrödinger

Le chat de Schrödinger est un concept introduit par le physicien théoricien allemand Erwin Schrödinger pour expliquer un concept différent et étrange dans un célèbre long article sur l’interprétation de la mécanique quantique.

Schrödinger a imaginé une expérience mentale dans laquelle un chat était enfermé dans une boîte avec un couvercle, et le chat avait un compteur Geiger et une si petite quantité de substance radioactive que la probabilité qu’un atome se désintègre en une heure était exactement de cinquante pour cent. Si un atome se désintègre, le compteur Geiger enregistrera instantanément une série d’accidents entraînant la libération d’assez d’acide cyanhydrique pour tuer le chat immédiatement. Lorsque l’observateur essaie d’anticiper ce qu’il verra lorsque le couvercle sera levé du point de vue de la mécanique quantique lorsque l’horloge sera passée, il ne peut qu’attribuer à l’ensemble du système – la boîte et son contenu – une fonction d’onde qui décrit le chat comme étant dans deux états de superposition égaux. vivant et mort.

Le sujet de la superposition est connu des atomes. Quant au chat, si un observateur extérieur regarde la boîte après l’heure, il trouvera l’un des deux résultats suivants : le chat est mort ou vivant.

Il n’y a pas d’observation physique connue correspondant à l’état de superposition, c’est-à-dire que l’état de superposition n’est pas un état distinct ou subjectif d’une quantité réaliste pouvant être imaginée et observée. L’observateur est obligé de choisir entre la vie ou la mort du chat.

Théorie de la mécanique quantique

C’est la science qui s’intéresse à l’étude du comportement de la matière et de la lumière au niveau atomique ou subatomique, et s’intéresse à tout ce qui concerne l’atome des composants et des molécules tels que les électrons, les protons, les neutrons et d’autres particules plus petites telles que les quarks. et les gluons et décrivant leurs propriétés, et l’une des caractéristiques importantes de son interprétation est l’interaction des petites particules entre elles et avec la lumière et les rayonnements électromagnétiques tels que les rayons X et les rayons gamma, où le comportement des particules en présence de lumière semble inacceptable, il est donc difficile de comprendre et de reconnaître les résultats de la théorie de la mécanique quantique, car elle contredit des concepts logiques solides, et parce que la théorie de la mécanique quantique traite du niveau atomique, elle peut ne pas correspondre aux perceptions La physique qui décrit des niveaux supérieurs au niveau atomique niveau que quiconque n’est pas spécialisé en physique imagine, et voici quelques informations qui aident un Répondez à la question de quelle est la théorie de la mécanique quantique, comme suit :

  • La théorie de la mécanique quantique a émergé en raison de l’échec de la physique classique à expliquer pourquoi la lumière est absorbée et émise.
  • Explique la méthodologie de base sous-jacente à la physique.
  • Elle a largement réussi à obtenir les résultats corrects qu’elle a donnés dans toutes les interprétations auxquelles elle a été appliquée.
  • Le rayonnement produit par les atomes à basse pression s’avère être un ensemble de longueurs d’onde discrètes.
  • Bohr a découvert que les lois de Newton qui expliquent le mouvement peuvent être appliquées aux électrons en orbite autour du noyau.
  • La mécanique quantique a fourni une meilleure explication et description de l’atome, en particulier la différence dans les spectres de lumière émise par différents isotopes d’un même élément chimique.
  • La mécanique quantique ne pouvait mesurer sans perturber l’ordre ou le soi-disant principe d’indétermination.
  • Interprétation de la propriété des particules d’onde des atomes.

Applications de la théorie de la mécanique quantique

La théorie de la mécanique quantique a obtenu un grand succès pour expliquer le comportement des atomes et de nombreux autres domaines de la vie, même la technologie moderne est basée sur le principe de la théorie de la mécanique quantique. Après avoir connu ce qu’est la théorie de la mécanique quantique, il faut connaître ses applications les plus importantes, qui sont les suivantes :

  • Conception de système d’imagerie laser, microscopie électronique, transistors, diode et résonance magnétique.
  • Mémoire flash ou mémoire flash utilisée dans les ordinateurs modernes.
  • Cryptage pour transférer les données en toute sécurité sans se faire voler.
  • Le développement d’un système informatique quantique dans les ordinateurs qui aide à faciliter les calculs quantitatifs et les statistiques, ou le système informatique quantique, qui est utile dans les domaines de la médecine, de la sécurité informatique, des services financiers, de la logistique et de l’intelligence artificielle.
  • Transfert d’informations sur de longues distances grâce à la technologie de téléportation quantique.
  • Interprétation du phénomène de supraconductivité et du phénomène d’écoulement sans frottement de liquide à basse température proche de zéro.
  • Explication de phénomènes inexpliqués avant cela, tels que le rayonnement du corps noir et la stabilité des orbites dans lesquelles se déplacent les électrons au niveau atomique.
  • Expliquez le travail de nombreux systèmes biologiques différents tels que les récepteurs d’odeurs dans le nez, les structures protéiques et le processus de photosynthèse qui se produit dans les plantes et certains autres types d’organismes vivants.

Laisser un commentaire