Κυριακή, 06 Απριλίου 2025 08:43

100 χρόνια κβαντομηχανικής. Παράδοξα και επιτυχίες.

Επιλέγων ή Συντάκτης 
Βαθμολογήστε αυτό το άρθρο
(1 Ψήφος)

quantummechanicsΤο 2025 είναι χρονιά σημαντική για την ιστορία της Φυσικής: συμπληρώνονται 100 χρόνια από τη θεμελίωση της κβαντομηχανικής, γι’ αυτό και η χρονιά που διανύουμε έχει επισήμως ανακηρυχθεί από τον ΟΗΕ Διεθνές Έτος Κβαντικής Επιστήμης και Τεχνολογίας.
Μια θεωρία που σοκάρισε τον επιστημονικό κόσμο, γιατί ανέτρεψε το κλασικό μοντέλο της Φυσικής για τον μικρόκοσμο.
Η γέννηση της νέας θεωρίας ήταν μακροχρόνια και με αντιπαραθέσεις.

Παππούς της κβαντομηχανικής είναι ο Μαξ Πλάνκ.
Γονείς θεωρούνται οι : Σρέντιγκερ και Χάϊζενμπεργκ.
Και οι λοιποί συγγενείς : Μπορ, Αϊνστάϊν,  Μπορν, Ντιράκ, Πάουλι, Ντε Μπρολί, Φέρμι, Φάϊνεμαν.

Μία σύντομη Ιστορία της Κβαντομηχανικής
Η κβαντομηχανική είναι ο κλάδος της φυσικής που μελετά τη συμπεριφορά της ύλης και της ενέργειας σε μικροσκοπικό επίπεδο – δηλαδή σε ατομική και υποατομική κλίμακα.
 1. Αρχές του 20ού αιώνα – Το τέλος της κλασικής φυσικής
Στα τέλη του 19ου αιώνα, η κλασική φυσική δεν μπορούσε να εξηγήσει φαινόμενα όπως η ακτινοβολία μέλανος σώματος και το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο. Αυτά τα προβλήματα οδήγησαν σε νέα θεμέλια:
•    1900 – Μαξ Πλάνκ ( Κίελο, Γερμανία, 1858 - Γκέτιγκεν, Γερμανία, 1947) : Εισάγει την έννοια του κβάντου ενέργειας για να εξηγήσει την ακτινοβολία του μέλανος σώματος. Θεωρεί ότι η ενέργεια εκπέμπεται ή απορροφάται σε διακριτά πακέτα, όχι συνεχώς.
•    1905 – Αλμπερτ Αϊνστάιν ( Ουλμ, Γερμανία, 1879-Νιου Τζέρσεϊ, Η.Π.Α, 1955): Εξηγεί το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο προτείνοντας ότι το φως αποτελείται από φωτόνια – κβάντα φωτός. Αυτή η ιδέα του χαρίζει το Νόμπελ το 1921.
 2. Η ανάπτυξη της κβαντικής θεωρίας
•    1913 – Νιέλς Μπορ ( Κοπεγχάγη, 1885-1962): Παρουσιάζει το πλανητικό μοντέλο του ατόμου, με ηλεκτρόνια να κινούνται σε τροχιές γύρω από τον πυρήνα, αλλά μόνο σε ορισμένες ενεργειακές στάθμες.
•    1924 – Λουί ντε Μπρολί  ( Διέπι, Γαλλία, 1892 - Louveciennes, Γαλλία, 1987) : Υποστηρίζει ότι όλα τα σωματίδια (όχι μόνο το φως) έχουν και κυματική φύση.

Το 1925 -  Βέρνερ Χάιζενμπεργκ (Βύρτσμπουργκ,Γερμανία, 1901- Μόναχο, 1976)  αναπτύσσει μια μαθηματική δομή για την κβαντική θεωρία, βασισμένη στα μαθηματικά τωνπινάκων.

•    1925-26 –  Έρβιν Σρέντινγκερ (Βιέννη, 1887-1961): Πρότεινε το 1925 και δημοσίευσε το 1926 τη διαφορική εξίσωσή του, που περιγράφει την κυματική συμπεριφορά των σωματιδίων.

•    1927 – Βέρνερ Χάιζενμπεργκ : Διατυπώνει την αρχή της αβεβαιότητας, σύμφωνα με την οποία δεν μπορούμε να γνωρίζουμε ταυτόχρονα με ακρίβεια τη θέση και την ταχύτητα ενός σωματιδίου.

•    1927 – Συνέδριο Solvay: Εκεί γεννιέται η ερμηνεία της Κοπεγχάγης της κβαντικής θεωρίας: η πραγματικότητα σε κβαντικό επίπεδο είναι πιθανότητες, όχι βεβαιότητες.


 3. Από τη θεωρία στην τεχνολογία
Η κβαντομηχανική αποτελεί τη βάση για πλήθος τεχνολογιών:
•    Ημιαγωγοί (π.χ. υπολογιστές)
•    Λέιζερ
•    Μαγνητική τομογραφία (MRI)
•    Κβαντική κρυπτογραφία και υπολογιστές

Στο βίντεο αυτό συζητούν ο Παύλος Καστανάς από το κανάλι Astronio και ο Στέφανος Τραχανάς καθηγητής του Τμήματος Φυσικής του Πανεπιστημίου Κρήτης, που έχει διδάξει για χρόνια την κβαντομηχανική. Αναφέρονται στα παράδοξα της θεωρίας και προσπαθούν να δώσουν την ερμηνεία τους.

Τελευταία τροποποίηση στις Κυριακή, 06 Απριλίου 2025 19:17
Σάκης Σιδηρόπουλος

Σταγονόμετρο

Προσθήκη νέου σχολίου

Κωδικός ασφαλείας
Ανανέωση