Mecanica cuantică fenomenologică - E-book - ePub

O introducere la nivel fenomenologic, cu un aparat matenatic minimal, în mecanica cuantica. Un ghid pentru cine dore?te sa în?eleaga cea mai moderna, mai complexa ?i mai neconforma disciplina fizica, un domeniu care a schimbat fundamental percep?iile oamenilor de ?tiin?a despre Lume.În 1900, Max Planck a introdus ideea ca energia este cuantificata, pentru a obtine o formula la energia emisa de un corp negru.
În 1905, Einstein a explicat efectul fotoelectric postulând ca energia luminii vine în cuante numite fotoni. In 1913, Bohr a explicat liniile spectrale ale atomului de hidrogen, din nou prin utilizarea de cuante. În 1924, Louis de Broglie a prezentat teoria sa a undelor de materie. Aceste teorii, desi de succes, au fost strict fenomenologice: nu a existat nicio justificare riguroasa pentru cuantificare.
Ele sunt denumite colectiv ca vechea teorie cuantica. Expresia "fizica cuantica" a fost folosita pentru prima data în lucrarea lui Johnston: Universul lui Planck în lumina fizicii moderne. Mecanica cuantica moderna s-a nascut în 1925, când Heisenberg a dezvoltat mecanica matriceala si Schrödinger a inventat mecanica ondulatorie si ecuatia Schrödinger. Schrödinger a demonstrat ulterior ca cele doua abordari au fost echivalente.
Heisenberg a formulat principiul sau de incertitudine în 1927, iar interpretarea de la Copenhaga a aparut în aproximativ acelasi timp. În 1927, Paul Dirac a unificat mecanica cuantica cu teoria relativitatii restrânse. De asemenea, el a utilizat printre primii teoria operatorilor, inclusiv notatia influentiala bra-ket. În 1932, John von Neumann a formulat baza matematica riguroasa pentru mecanica cuantica, ca teoria operatorilor.În anii 1940, electrodinamica cuantica a fost dezvoltata de Feynman, Dyson, Schwinger, si Tomonaga.
Ea a servit ca model pentru teoriile ulterioare ale câmpului cuantic. Interpretarea multiplelor lumi a fost formulat de catre Everett în 1956. Cromodinamica cuantica a avut o istorie lunga, de la începutul anilor 1960. Teoria asa cum o stim astazi a fost formulata de catre Polizter, Gross si Wilzcek în 1975. Bazându-se pe munca de pionierat a lui Schwinger, Higgs, Goldstone si altii, Glashow, Weinberg si Salam au demonstrat în mod independent cum ca forta nucleara slaba si electrodinamica cuantica ar putea fi unite într-o singura forta electroslaba.Înca de la începuturile sale, cele mai multe rezultate contra-intuitive ale mecanicii cuantice au provocat puternice dezbateri filozofice si mai multe interpretari.
Interpretarea de la Copenhaga, datorata în mare parte lui Niels Bohr, a fost interpretarea standard a mecanicii cuantice, atunci când a fost formulata pentru prima data. În conformitate cu aceasta, natura probabilistica a predictiilor mecanicii cuantice nu poate fi explicata în termeni ai altor teorii deterministe, si nu reflecta pur si simplu cunostintele noastre limitate. Mecanica cuantica ofera rezultate probabilistice deoarece universul fizic este în sine probabilistic, mai degraba decât determinist.
O mare parte a tehnologiei moderne functioneaza în conformitate cu principiile din mecanica cuantica. Exemplele includ laserul, microscopul electronic, si imagistica prin rezonanta magnetica. Cele mai multe dintre calculele efectuate în chimia computationala se bazeaza pe mecanica cuantica.