Квантовая физика называется разделом теоретической физики, в котором изучаются квантово-механические и квантово-силовые системы, взаимодействия и законы их движения. Квантовая физика объединяет несколько разделов физики: квантовая механика. Новости квантовой физики.
Исследователи фиксируют квантовое состояние, скрытое в двумерном кристалле, в режиме реального времени
Впервые ученые из Массачусетского технологического института и Техасского университета в Остине сообщают о том, что им удалось увековечить вызванную светом… Подробнее
Google хочет начать продавать квантовые компьютеры к 2029 году
Эрик Люсеро, ведущий инженер Google Quantum AI, недавно рассказал об амбициях своей команды в области квантовых вычислений на ближайшие годы.… Подробнее
Голограмма, закодированная запутанными фотонами
Впервые команде физиков удалось кодировать информацию, содержащуюся в голограмме, с помощью запутанных фотонов, в результате чего был сделан огромный шаг… Подробнее
ФИЗИК Семихатов: Квантовые парадоксы, Мультивселенные, Телепортация, Понять невидимое
Что такое спиральность частицы?
Спиральность частицы — это внутреннее свойство, связанное со спином и его проекцией в определенном направлении. Мы идентифицируем и обращаемся к… Подробнее
China Telecom запускает телефонные звонки с квантовым шифрованием для смартфонов
С помощью специальной SIM-карты и приложения некоторые пользователи смартфонов China Telecom в провинции Аньхой могут совершать телефонные звонки, защищенные квантовым… Подробнее
Что такое квантовая гравитация и почему она считается самой сложной проблемой в физике?
Когда слово «гравитация» приходит нам в голову, мы думаем о планетах, вращающихся вокруг своих звезд, о гравитационном взаимодействии между массивными… Подробнее
Что такое квантовое поле?
В физике мы регулярно говорим о полях: магнитном поле, электрическом поле, гравитационном поле. В более общем плане можно даже говорить… Подробнее
Что такое квантовое превосходство?
Концепция квантовых систем была впервые предложена российским математиком Юрием Маниным в 1980 году. Однако именно Ричард Фейнман задумал возможность создания… Подробнее
В Китае разработали самый мощный в мире квантовый компьютер
В недавнем исследовании китайские исследователи заявили, что, возможно, они разработали самый быстрый компьютер в мире. Эта машина, получившая название Jiuzhang,… Подробнее
Субатомные частицы: квантовое царство
Внутри атома находится в основном пустое пространство, плотное ядро с величайшей силой, когда-либо известной, и частицы, называемые кварками, которые еще… Подробнее
Черный кремниевый фотоприемник достигает рекордной эффективности 132%
Исследователи из Университета Аалто разработали фотоэлектрическое устройство, которое имеет внешнюю квантовую эффективность 132 процента. Этот невероятный по звучанию подвиг был… Подробнее
12 лучших применений квантовых вычислений
Ученые по всему миру продвигают квантовые компьютеры вперед, пытаясь создать самую мощную технологию квантовых вычислений. Технологические гиганты, включая Google и… Подробнее
Квантовая физика простым языком — поймут все
Что такое излучение Хокинга?
Излучение Хокинга — это тепловое излучение, спонтанно испускаемое черными дырами из-за квантовых эффектов вблизи их горизонта событий. Постепенно уменьшается энергия… Подробнее
Сколько спутников потребуется для построения квантового интернета?
Квантовый интернет космического базирования будет существенно превосходить наземные сети квантовых ретрансляторов. Для создания квантового интернета глобального масштаба потребуется разместить более… Подробнее
Что такое квантовое туннелирование?
Когда объект сталкивается с барьером, интуитивно понятно, что объект остановится или отклонится назад (потому что барьер может остановить объект). Теперь,… Подробнее
Квантовое сообщение по подводному кабелю
Квантовый интернет будущего должен обеспечить полностью безопасную для прослушивания связь между пользователями по всему миру. Гонка за наиболее подходящей для… Подробнее
Китайские ученые разрабатывают портативное квантовое устройство спутниковой связи
Китайские ученые разработали квантовую спутниковую наземную станцию, которая способна не только отправлять сверхзащищенные сообщения в любую точку мира, но и… Подробнее
Новый квантовый материал: теллурид марганца и висмута
Международный консорциум химиков и физиков открыл новый тип квантового материала с магнитными и топологическими свойствами. Это особенно интересно для применений… Подробнее
Прорыв в квантовых вычислениях: кремниевые кубиты взаимодействуют на больших расстояниях
Ученые из Принстона демонстрируют, что два кремниевых квантовых бита могут общаться на относительно больших расстояниях в поворотной точке для этой… Подробнее
10 самых удивительных применений квантовых компьютеров
Слава о квантовых компьютерах растет день ото дня, обещая очень высокую вычислительную мощность. Хотя квантовые компьютеры еще не достигли своего… Подробнее
Последние новости науки
Сетевое издание «Новая Наука»
Сетевое издание, зарегистрировано 10.11.2021 г. Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Свидетельство о регистрации Эл № ФС77-82267 от 10.11.2021 г.
Отдельные публикации могут содержать информацию, не предназначенную для пользователей до 16 лет.
Интернет-журнал Новая Наука каждый день сообщает о последних открытиях и достижениях в области науки и новых технологий. Читайте последние новости высоких технологий, науки и техники.
Перепечатка материалов без согласования допустима при наличии активной ссылки на страницу-источник.
Направляя нам электронное письмо или заполняя любую
регистрационную форму на сайте, Вы подтверждаете факт ознакомления и безоговорочного согласия с принятой у нас Политикой конфиденциальности.
Источник: new-science.ru
Квантовая теория
В 1905 году немецкий физик Альберт Эйнштейн выдвинул гипотезу, что электромагнитные волны с частотой v возможно рассматривать как поток квантов излучения с энергией (E = hv) . Свет представляет собой электромагнитную волну, пока не происходит обмен энергией с веществом. Переход энергии от света к веществу либо от вещества к свету подчиняется уравнению (E = hv) .
Физика предоставляет людям беспристрастное восприятие природы и вселенной, а все физические законы совершенны и воздействуют на человечество целиком и полностью, не обращая внимание на общественное положение и персоналии. Однако данное восприятие физики было не постоянно. В конце XIX века произведены первые неудавшиеся попытки в разработке теории излучения чёрного физического тела на базе законов традиционной физики.
Из содержания этой теории исходило, что тело должно испускать некоторые электромагнитные лучи при всяких температурных показателях, уменьшать амплитуду до минимума и израсходовать собственные свойства. Иначе говоря, тепловое равновесие меж испусканием лучей и определённым объектом практически не реально.
Но данное высказывание не отвечало действительности в повседневной практической деятельности. Намного детальнее и понятнее квантовую физику возможно объяснить последующим образом. Существует определение абсолютно черного тела. Данное тело может поглощать электромагнитные лучи любого спектра волны.
Длина данного излучения определяется исключительно благодаря температурным показателям. В пространстве отсутствуют полностью чёрные объекты, соответствующие непрозрачному замкнутому веществу с отверстием. Всякая часть объекта во время нагрева испускает излучение, и с увеличением температуры нагрева становиться красного цвета, а в последующем белого. Цветовая гамма тела не находится в зависимости от его характеристик, для полностью чёрного объекта цвет определяется только его температурными параметрами.
Замечание 1
Последующей стадией в формировании квантовой теории стало учение Альберта Эйнштейна, известное под гипотезой Планка.
Это учение предоставило шанс учёному определить всю логику исключительного фотоэффекта, который не укладывается в границы традиционной физики. Суть данного явления состоит в исчезновении вещества под влияние быстрых электронов электромагнитного излучения. Энергия частиц, которые испускаются, не находится в зависимости от показателя воспринимаемого излучения и формируется его параметрами. Но от плотности излучения обусловливается число выделяемых электронов.
Не нашли то, что искали?
Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям
Источник: spravochnikvs.com
Квантовая механика для «чайников»
Если Вы вдруг поняли, что подзабыли основы и постулаты квантовой механики или вообще не знаете, что это за механика такая, то самое время освежить в памяти эту информацию. Ведь никто не знает, когда квантовая механика может пригодиться в жизни.
Зря вы усмехаетесь и ехидствуете, думая, что уж с этим предметом вам в жизни вообще никогда не придется сталкиваться. Ведь квантовая механика может быть полезной практически каждому человеку, даже бесконечно далекому от нее. Например, у Вас бессонница. Для квантовой механики это не проблема! Почитайте перед сном учебник – и Вы спите крепчайшим сном странице уже эдак на третьей.
Или можете назвать так свою крутую рок группу. Почему бы и нет?
Шутки в сторону, начинаем серьезный квантовый разговор.
С чего начать? Конечно, с того, что такое квант.
Квант
Квант (от латинского quantum – ”сколько”) – это неделимая порция какой-то физической величины. Например, говорят — квант света, квант энергии или квант поля.
Что это значит? Это значит, что меньше быть уже просто не может. Когда говорят о том, что какая-то величина квантуется, понимают, что данная величина принимает ряд определенных, дискретных значений. Так, энергия электрона в атоме квантуется, свет распространяется «порциями», то есть квантами.
Сам термин «квант» имеет множество применений. Квантом света (электромагнитного поля) является фотон. По аналогии квантами называются частицы или квазичастицы, соответствующие иным полям взаимодействия. Здесь можно вспомнить про знаменитый бозон Хиггса, который является квантом поля Хиггса. Но в эти дебри мы пока не лезем.
Как механика может быть квантовой?
Как Вы уже заметили, в нашем разговоре мы много раз упоминали о частицах. Возможно, Вы и привыкли к тому, что свет – это волна, которая просто распространяется со скоростью с. Но если посмотреть на все с точки зрения квантового мира, то есть мира частиц, все изменяется до неузнаваемости.
Квантовая механика – это раздел теоретической физики, составляющая квантовой теории, описывающая физические явления на самом элементарном уровне – уровне частиц.
Действие таких явлений по величине сравнимо с постоянной Планка, а классическая механика Ньютона и электродинамика оказались совершенно непригодными для их описания. Например, согласно классической теории электрон, вращаясь с большой скоростью вокруг ядра, должен излучать энергию и в конце концов упасть на ядро. Этого, как известно, не происходит. Именно поэтому и придумали квантовую механику – открытые явления нужно было как-то объяснить, и она оказалась именно той теорией, в рамках которой объяснение было наиболее приемлемым, а все экспериментальные данные «сходились».
Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы
Немного истории
Зарождение квантовой теории произошло в 1900 году, когда Макс Планк выступил на заседании немецкого физического общества. Что тогда сообщил Планк? А то, что излучение атомов дискретно, а наименьшая порция энергии этого излучения равна
Где h — постоянная Планка, ню — частота.
Затем Альберт Эйнштейн, введя понятие “квант света” использовал гипотезу Планка для объяснения фотоэффекта. Нильс Бор постулировал существование у атома стационарных энергетических уровней, а Луи де Бройль развил идею о корпускулярно-волновом дуализме, то есть о том, что частица (корпускула) обладает также и волновыми свойствами.
К делу присоединились Шредингер и Гейзенберг, и вот, в 1925 году публикуется первая формулировка квантовой механики. Собственно, квантовая механика – далеко не законченная теория, она активно развивается и в настоящее время. Также следует признать, что квантовая механика с ее допущениями не имеет возможности объяснить все стоящие перед ней вопросы. Вполне возможно, что на смену ей придет более совершенная теория.
При переходе от мира квантового к миру привычных нам вещей законы квантовой механики естественным образом трансформируются в законы механики классической. Можно сказать, что классическая механика – это частный случай квантовой механики, когда действие имеет место быть в нашем с Вами привычном и родном макромире. Здесь тела спокойно движутся в неинерциальных системах отсчета со скоростью, гораздо меньшей скорости света, и вообще — все вокруг спокойно и понятно. Хочешь узнать положение тела в системе координат – нет проблем, хочешь измерить импульс – всегда пожалуйста.
Совершенно иной подход к вопросу имеет квантовая механика. В ней результаты измерений физических величин носят вероятностный характер. Это значит, что при изменении какой-то величины возможно несколько результатов, каждому из которых соответствует определенная вероятность. Приведем пример: монетка крутится на столе. Пока она крутится, она не находится в каком-то определенном состоянии (орел-решка), а имеет лишь вероятность в одном из этих состояний оказаться.
Здесь мы плавно подходим к уравнению Шредингера и принципу неопределенности Гейзенберга.
Уравнение Шредингера
Согласно легенде Эрвин Шредингер, в 1926 году выступая на одном научном семинаре с докладом на тему корпускулярно-волнового дуализма, был подвергнут критике со стороны некоего старшего ученого. Отказавшись слушать старших, Шредингер после этого случая активно занялся разработкой волнового уравнения для описания частиц в рамках квантовой механики. И справился блестяще! Уравнение Шредингера (основное уравнение квантовой механики) имеет вид:
