អ្នកប្រហែលជាធ្លាប់លឺវាច្រើនដងហើយ។ អំពីអាថ៌កំបាំងដែលមិនអាចពន្យល់បាននៃរូបវិទ្យា quantum និង quantum mechanics. ច្បាប់​របស់​វា​ទាក់​ចិត្ត​នឹង​ភាព​អាថ៌កំបាំង ហើយ​សូម្បី​តែ​អ្នក​រូបវិទ្យា​ខ្លួន​ឯង​ក៏​ទទួល​ស្គាល់​ថា​មិន​យល់​ទាំង​ស្រុង​ដែរ។ ម្យ៉ាងវិញទៀតវាគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ក្នុងការយល់ដឹងអំពីច្បាប់ទាំងនេះ ប៉ុន្តែម្យ៉ាងវិញទៀតមិនមានពេលដើម្បីអានសៀវភៅច្រើនភាគ និងស្មុគស្មាញអំពីរូបវិទ្យាទេ។ ខ្ញុំយល់ពីអ្នកខ្លាំងណាស់ ព្រោះខ្ញុំក៏ស្រលាញ់ចំណេះដឹង និងការស្វែងរកការពិតដែរ ប៉ុន្តែមិនមានពេលគ្រប់គ្រាន់សម្រាប់សៀវភៅទាំងអស់នោះទេ។ អ្នកមិននៅម្នាក់ឯងទេ មនុស្សចង់ដឹងចង់ឃើញជាច្រើនវាយក្នុងរបារស្វែងរក៖ "រូបវិទ្យាកង់ទិចសម្រាប់អ្នកអត់ចេះសោះ មេកានិចកង់ទិចសម្រាប់អ្នកអត់ចេះសោះ រូបវិទ្យាកង់ទិចសម្រាប់អ្នកចាប់ផ្តើមដំបូង មេកានិចកង់ទិចសម្រាប់អ្នកចាប់ផ្តើមដំបូង មូលដ្ឋានគ្រឹះនៃរូបវិទ្យាកង់ទិច មូលដ្ឋានគ្រឹះនៃមេកានិចកង់ទិច រូបវិទ្យាកង់ទិចសម្រាប់កុមារ។ អ្វី​ទៅ​ជា​មេកានិច​កង់ទិច»។.

ការបោះពុម្ពនេះគឺពិតជាសម្រាប់អ្នក

• អ្នក​នឹង​យល់​ពី​គោល​គំនិត និង​ភាព​ខុស​ប្លែក​ពី​គ្នា​នៃ​រូបវិទ្យា​កង់ទិច។ ពីអត្ថបទអ្នកនឹងរៀន៖
• តើរូបវិទ្យា quantum និង quantum mechanics ជាអ្វី?
• តើអ្វីជាការជ្រៀតជ្រែក?
• តើ Quantum Entanglement (ឬ Quantum Teleportation for Dummies) គឺជាអ្វី? (សូមមើលអត្ថបទ)

តើការពិសោធន៍គំនិតឆ្មា Schrödinger គឺជាអ្វី? (មើលអត្ថបទ)

មេកានិច Quantum គឺជាផ្នែកមួយនៃរូបវិទ្យា Quantum ។

ហេតុអ្វី​បាន​ជា​ពិបាក​យល់​វិទ្យាសាស្ត្រ​ទាំងនេះ? ចម្លើយគឺសាមញ្ញ៖ រូបវិទ្យាកង់ទិច និងមេកានិចកង់ទិច (ជាផ្នែកមួយនៃរូបវិទ្យាកង់ទិច) សិក្សាច្បាប់នៃពិភពមីក្រូ។ ហើយច្បាប់ទាំងនេះគឺពិតជាខុសពីច្បាប់នៃ macrocosm របស់យើង។ ដូច្នេះ វាជាការលំបាកសម្រាប់យើងក្នុងការស្រមៃថាមានអ្វីកើតឡើងចំពោះអេឡិចត្រុង និងហ្វូតុងនៅក្នុងមីក្រូកូស។ឧទាហរណ៍នៃភាពខុសគ្នារវាងច្បាប់នៃម៉ាក្រូ- និងមីក្រូវើល។

៖ នៅក្នុងពិភពម៉ាក្រូរបស់យើង ប្រសិនបើអ្នកដាក់បាល់មួយក្នុងប្រអប់មួយក្នុងចំណោមប្រអប់ 2 នោះមួយក្នុងចំណោមពួកវានឹងទទេ ហើយមួយទៀតនឹងមានបាល់មួយ។ ប៉ុន្តែនៅក្នុង microcosm (ប្រសិនបើមានអាតូមជំនួសឱ្យបាល់) អាតូមមួយអាចនៅក្នុងប្រអប់ពីរក្នុងពេលតែមួយ។ នេះត្រូវបានបញ្ជាក់ដោយពិសោធន៍ជាច្រើនដង។ តើវាមិនពិបាកក្នុងការរុំក្បាលរបស់អ្នកទេ? ប៉ុន្តែអ្នកមិនអាចប្រកែកជាមួយការពិតបានទេ។ឧទាហរណ៍មួយទៀត។ អ្នកបានថតរូបរថយន្តស្ព័រពណ៌ក្រហមដែលកំពុងរត់លឿន ហើយនៅក្នុងរូបថតនោះ អ្នកឃើញឆ្នូតផ្តេកមិនច្បាស់ ដូចជារថយន្តស្ថិតនៅចំណុចជាច្រើនក្នុងលំហនៅពេលថតរូប។ ទោះបីជាអ្វីដែលអ្នកឃើញនៅក្នុងរូបថតក៏ដោយ អ្នកនៅតែប្រាកដថារថយន្តនោះស្ថិតនៅវិនាទីនោះ នៅពេលអ្នកថតរូបវា។. នៅក្នុងពិភពខ្នាតតូច អ្វីគ្រប់យ៉ាងគឺខុសគ្នា។ អេឡិចត្រុងដែលបង្វិលជុំវិញស្នូលនៃអាតូម ពិតជាមិនបង្វិលទេ ប៉ុន្តែ មានទីតាំងនៅដំណាលគ្នានៅគ្រប់ចំណុចទាំងអស់នៃស្វ៊ែរជុំវិញស្នូលនៃអាតូមមួយ។ ដូចជាបាល់ដែលរលុងនៃរោមចៀមទន់។ គំនិតនេះនៅក្នុងរូបវិទ្យាត្រូវបានគេហៅថា "ពពកអេឡិចត្រូនិច" .

ដំណើរកំសាន្តខ្លីមួយទៅកាន់ប្រវត្តិសាស្ត្រ។អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានគិតជាលើកដំបូងអំពីពិភពលោក Quantum នៅពេលដែលនៅឆ្នាំ 1900 អ្នករូបវិទ្យាជនជាតិអាឡឺម៉ង់ Max Planck បានព្យាយាមរកមូលហេតុដែលលោហធាតុផ្លាស់ប្តូរពណ៌នៅពេលកំដៅ។ វាគឺជាគាត់ដែលបានណែនាំគំនិតនៃ quantum ។ រហូតមកដល់ពេលនោះ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានគិតថា ពន្លឺបានធ្វើដំណើរជាបន្តបន្ទាប់។ មនុស្សដំបូងគេដែលទទួលយកការរកឃើញរបស់ Planck យ៉ាងធ្ងន់ធ្ងរគឺ Albert Einstein ដែលមិនស្គាល់។ គាត់បានដឹងថា ពន្លឺមិនមែនគ្រាន់តែជារលកទេ។ ពេលខ្លះគាត់មានឥរិយាបទដូចភាគល្អិត។ Einstein បានទទួលរង្វាន់ណូបែលសម្រាប់ការរកឃើញរបស់គាត់ថាពន្លឺត្រូវបានបញ្ចេញជាផ្នែកៗ។ បរិមាណពន្លឺត្រូវបានគេហៅថា photon ( photon, វិគីភីឌា) .

ដើម្បីធ្វើឱ្យវាកាន់តែងាយស្រួលយល់អំពីច្បាប់នៃកង់ទិច អ្នករូបវិទ្យានិង មេកានិច (វិគីភីឌា)នៅក្នុងន័យមួយ យើងត្រូវតែអរូបីពីច្បាប់នៃរូបវិទ្យាបុរាណដែលធ្លាប់ស្គាល់យើង។ ហើយស្រមៃថាអ្នកបានជ្រមុជទឹកដូចជា Alice ចូលទៅក្នុងរន្ធទន្សាយ ចូលទៅក្នុង Wonderland ។

ហើយនេះគឺជាតុក្កតាសម្រាប់កុមារ និងមនុស្សពេញវ័យ។ពិពណ៌នាអំពីការពិសោធន៍ជាមូលដ្ឋាននៃមេកានិចកង់ទិចដោយមាន 2 រន្ធ និងឧបករណ៍សង្កេត។ មានរយៈពេលត្រឹមតែ 5 នាទីប៉ុណ្ណោះ។ មើលវាមុនពេលយើងចូលទៅក្នុងសំណួរជាមូលដ្ឋាន និងគោលគំនិតនៃរូបវិទ្យា quantum ។

រូបវិទ្យា Quantum សម្រាប់វីដេអូអត់ចេះសោះ. នៅក្នុងរូបថ្លុកសូមយកចិត្តទុកដាក់លើ "ភ្នែក" របស់អ្នកសង្កេតការណ៍។ វាបានក្លាយជាអាថ៌កំបាំងដ៏ធ្ងន់ធ្ងរសម្រាប់អ្នករូបវិទ្យា។

តើរូបវិទ្យា quantum និង quantum mechanics ជាអ្វី?

នៅដើមគំនូរជីវចលដោយប្រើឧទាហរណ៍នៃអង្គធាតុរាវ វាត្រូវបានបង្ហាញពីរបៀបដែលរលកមានឥរិយាបទ - ឆ្នូតបញ្ឈរងងឹត និងពន្លឺឆ្លាស់គ្នាលេចឡើងនៅលើអេក្រង់នៅពីក្រោយចានដែលមានស្នាម។ ហើយក្នុងករណីនៅពេលដែលភាគល្អិតដាច់ពីគ្នា (ឧទាហរណ៍គ្រួស) ត្រូវបាន "បាញ់" នៅចាននោះ ពួកវាហោះកាត់ 2 រន្ធ ហើយចុះចតនៅលើអេក្រង់ដោយផ្ទាល់ទល់មុខរន្ធ។ ហើយពួកគេ "គូរ" តែ 2 ឆ្នូតបញ្ឈរនៅលើអេក្រង់។

ការរំខាននៃពន្លឺ- នេះគឺជាឥរិយាបទ "រលក" នៃពន្លឺ នៅពេលដែលអេក្រង់បង្ហាញឆ្នូតបញ្ឈរភ្លឺ និងងងឹតឆ្លាស់គ្នាជាច្រើន។ ឆ្នូតបញ្ឈរទាំងនេះផងដែរ។ ហៅថាលំនាំជ្រៀតជ្រែក.

នៅក្នុង macrocosm របស់យើង យើងសង្កេតឃើញជាញឹកញាប់ថាពន្លឺមានឥរិយាបទដូចរលក។ ប្រសិនបើអ្នកដាក់ដៃរបស់អ្នកនៅពីមុខទៀននោះនៅលើជញ្ជាំងនឹងមិនមានស្រមោលច្បាស់លាស់ពីដៃរបស់អ្នកនោះទេប៉ុន្តែជាមួយនឹងវណ្ឌវង្កមិនច្បាស់។

ដូច្នេះ វា​មិន​មែន​ជា​រឿង​ស្មុគស្មាញ​នោះ​ទេ! ឥឡូវនេះ វាច្បាស់ណាស់សម្រាប់ពួកយើងថា ពន្លឺមានលក្ខណៈរលក ហើយប្រសិនបើរន្ធចំនួន 2 ត្រូវបានបំភ្លឺដោយពន្លឺ នោះនៅលើអេក្រង់នៅពីក្រោយពួកវា យើងនឹងឃើញលំនាំជ្រៀតជ្រែកមួយ។

ឥឡូវនេះសូមក្រឡេកមើលការពិសោធន៍ទី 2 ។ នេះគឺជាការពិសោធន៍ Stern-Gerlach ដ៏ល្បីល្បាញ (ដែលត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងទសវត្សរ៍ទី 20 នៃសតវត្សទីចុងក្រោយ) ។

ការដំឡើងដែលបានពិពណ៌នានៅក្នុងរូបថ្លុកមិនត្រូវបានភ្លឺដោយពន្លឺទេប៉ុន្តែ "បាញ់" ជាមួយអេឡិចត្រុង (ជាភាគល្អិតនីមួយៗ) ។ បន្ទាប់មកនៅដើមសតវត្សចុងក្រោយនេះ អ្នករូបវិទ្យាជុំវិញពិភពលោកបានជឿថា អេឡិចត្រុងគឺជាភាគល្អិតបឋមនៃរូបធាតុ ហើយមិនគួរមានធម្មជាតិរលកទេ ប៉ុន្តែដូចគ្នានឹងគ្រួសដែរ។ យ៉ាងណាមិញ អេឡិចត្រុង គឺជាភាគល្អិតបឋមនៃរូបធាតុ មែនទេ? នោះគឺប្រសិនបើអ្នក "បោះ" ពួកវាទៅជា 2 រន្ធដូចជាគ្រួស បន្ទាប់មកនៅលើអេក្រង់នៅពីក្រោយរន្ធ យើងគួរឃើញឆ្នូតបញ្ឈរចំនួន 2 ។

ប៉ុន្តែ... លទ្ធផលគឺអស្ចារ្យណាស់។ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានឃើញលំនាំជ្រៀតជ្រែកមួយ - ឆ្នូតបញ្ឈរជាច្រើន។ នោះគឺ អេឡិចត្រុង ដូចជាពន្លឺ ក៏អាចមានលក្ខណៈរលក និងអាចជ្រៀតជ្រែកផងដែរ។ ម៉្យាងវិញទៀត វាច្បាស់ណាស់ថា ពន្លឺមិនត្រឹមតែជារលកប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែក៏មានភាគល្អិតតូចមួយផងដែរ - ហ្វូតុន (ពីប្រវត្តិប្រវត្តិសាស្ត្រនៅដើមអត្ថបទ យើងបានដឹងថា អែងស្តែងបានទទួលរង្វាន់ណូបែលសម្រាប់ការរកឃើញនេះ) . ប្រហែលជាអ្នកនៅចាំថា នៅសាលាយើងត្រូវបានគេប្រាប់អំពីរូបវិទ្យា"រលកភាគល្អិតទ្វេ" ? វាមានន័យថានៅពេលដែលយើងកំពុងនិយាយអំពីភាគល្អិតតូចៗ (អាតូម អេឡិចត្រុង) នៃមីក្រូកូស

ពួកវាជារលក និងភាគល្អិត

ថ្ងៃនេះអ្នក និងខ្ញុំឆ្លាតណាស់ ហើយយើងយល់ថាការពិសោធន៍ 2 ដែលបានពិពណ៌នាខាងលើ - ការបាញ់ជាមួយអេឡិចត្រុង និងការបំភ្លឺរន្ធដោយពន្លឺ - គឺជារឿងដូចគ្នា។ ដោយសារតែយើងបាញ់ភាគល្អិត quantum នៅរន្ធ។ ឥឡូវនេះ យើងដឹងហើយថា ទាំងពន្លឺ និងអេឡិចត្រុង មានលក្ខណៈជា Quantum ដែលពួកវាជារលក និងភាគល្អិតក្នុងពេលតែមួយ។ ហើយនៅដើមសតវត្សទី 20 លទ្ធផលនៃការពិសោធន៍នេះគឺជាអារម្មណ៍មួយ។

យកចិត្តទុកដាក់! ឥឡូវនេះ ចូរយើងបន្តទៅបញ្ហាកាន់តែច្បាស់។

យើងបញ្ចាំងស្ទ្រីមនៃហ្វូតុង (អេឡិចត្រុង) ទៅលើរន្ធរបស់យើង ហើយឃើញលំនាំជ្រៀតជ្រែក (ឆ្នូតបញ្ឈរ) នៅពីក្រោយរន្ធនៅលើអេក្រង់។ នេះច្បាស់ណាស់។ ប៉ុន្តែយើងចាប់អារម្មណ៍ក្នុងការមើលពីរបៀបដែលអេឡិចត្រុងនីមួយៗហោះហើរតាមរន្ធដោត។

យើងនឹងបោះអេឡិចត្រុងមិននៅក្នុងធ្នឹមមួយ ប៉ុន្តែម្តងមួយៗ។ តោះបោះវា ចាំយើងបោះមួយបន្ទាប់។ ឥឡូវនេះអេឡិចត្រុងកំពុងហោះហើរតែម្នាក់ឯង វានឹងមិនអាចធ្វើអន្តរកម្មជាមួយអេឡិចត្រុងផ្សេងទៀតនៅលើអេក្រង់បានទេ។ យើងនឹងចុះឈ្មោះអេឡិចត្រុងនីមួយៗនៅលើអេក្រង់បន្ទាប់ពីការបោះ។ ជាការពិតណាស់មួយ ឬពីរនឹងមិន "គូរ" រូបភាពច្បាស់លាស់សម្រាប់យើងទេ។ ប៉ុន្តែនៅពេលដែលយើងបញ្ជូនពួកគេជាច្រើនចូលទៅក្នុងរន្ធម្តងមួយៗ យើងនឹងសម្គាល់ឃើញថា... អូ រន្ធត់ណាស់ ពួកគេម្តងទៀត "ទាញ" លំនាំរលកជ្រៀតជ្រែក!

យើងចាប់ផ្តើមឆ្កួតបន្តិចម្តងៗ។ យ៉ាងណាមិញ យើងរំពឹងថានឹងមានឆ្នូតបញ្ឈរចំនួន 2 ទល់មុខរន្ធដោត! វាប្រែថានៅពេលដែលយើងបោះ photons ម្តងមួយៗ ពួកវានីមួយៗបានឆ្លងកាត់ដូចដែលវាបានឆ្លងកាត់ 2 រន្ធក្នុងពេលតែមួយ ហើយជ្រៀតជ្រែកជាមួយខ្លួនវា។

អស្ចារ្យ! ចូរយើងត្រលប់ទៅការពន្យល់អំពីបាតុភូតនេះនៅក្នុងផ្នែកបន្ទាប់។

តើអ្វីជា spin និង superposition?

ឥឡូវនេះយើងដឹងថាអ្វីជាការជ្រៀតជ្រែក។ នេះគឺជាឥរិយាបទរលកនៃភាគល្អិតមីក្រូ - ហ្វូតុង អេឡិចត្រុង ភាគល្អិតមីក្រូផ្សេងទៀត (សម្រាប់ភាពសាមញ្ញ ចូរយើងហៅពួកវាថា ហ្វូតុងចាប់ពីពេលនេះតទៅ)។

ជាលទ្ធផលនៃការពិសោធន៍ នៅពេលដែលយើងបោះ 1 photon ចូលទៅក្នុងរន្ធចំនួន 2 យើងបានដឹងថា វាហាក់ដូចជាហោះកាត់រន្ធពីរក្នុងពេលតែមួយ។ បើ​មិន​ដូច្នេះ​ទេ តើ​យើង​អាច​ពន្យល់​អំពី​លំនាំ​ជ្រៀតជ្រែក​លើ​អេក្រង់​ដោយ​របៀប​ណា?

• ប៉ុន្តែ តើ​យើង​អាច​ស្រមៃ​ឃើញ​ថា ហ្វូតុន​ហោះ​កាត់​រន្ធ​ពីរ​ក្នុង​ពេល​តែ​មួយ​ដោយ​របៀប​ណា? មាន 2 ជម្រើស។ជម្រើសទី១៖
• ហ្វូតុងដូចជារលក (ដូចទឹក) "អណ្តែត" តាមរយៈរន្ធចំនួន 2 ក្នុងពេលតែមួយជម្រើសទី ២៖

ហ្វូតុន ដូចជាភាគល្អិតមួយ ហោះក្នុងពេលដំណាលគ្នាតាមគន្លង 2 (មិនមែនសូម្បីតែពីរ ប៉ុន្តែទាំងអស់ក្នុងពេលតែមួយ)

ជាគោលការណ៍ សេចក្តីថ្លែងការណ៍ទាំងនេះគឺសមមូល។ យើងបានមកដល់ "ផ្លូវអាំងតេក្រាល" ។ នេះគឺជារូបមន្តរបស់ Richard Feynman នៃមេកានិចកង់ទិច។ ដោយវិធីនេះយ៉ាងពិតប្រាកដលោក Richard Feynman មានកន្សោមល្បីថា

យើងអាចនិយាយដោយទំនុកចិត្តថា គ្មាននរណាម្នាក់យល់ពីមេកានិចកង់ទិចទេ។

ប៉ុន្តែ​ការ​បញ្ចេញ​មតិ​នេះ​នៃ​ការ​ងារ​របស់​គាត់​បាន​ធ្វើ​នៅ​ដើម​សតវត្ស​។ ប៉ុន្តែ​ឥឡូវ​នេះ យើង​ឆ្លាត​ហើយ​ដឹង​ថា ហ្វូតុង​អាច​មាន​ឥរិយាបទ​ជា​ភាគល្អិត និង​ជា​រលក។ ថា​គាត់​អាច​ហោះ​កាត់​ពីរ​រន្ធ​ក្នុង​ពេល​តែ​មួយ​ដោយ​មិន​អាច​យល់​បាន​ចំពោះ​យើង។ ដូច្នេះ វានឹងងាយស្រួលសម្រាប់ពួកយើងក្នុងការយល់ដឹងអំពីសេចក្តីថ្លែងការណ៍សំខាន់ៗខាងក្រោមនៃមេកានិចកង់ទិច៖

និយាយយ៉ាងតឹងរឹង មេកានិចកង់ទិចប្រាប់យើងថា ឥរិយាបទ photon នេះគឺជាច្បាប់ មិនមែនជាករណីលើកលែងនោះទេ។ ជាក្បួន ភាគល្អិតកង់ទិចណាមួយគឺនៅក្នុងរដ្ឋមួយចំនួន ឬនៅចំណុចជាច្រើនក្នុងលំហក្នុងពេលដំណាលគ្នា។

យើងគ្រាន់តែត្រូវទទួលយកជា axiom ថា " superposition" នៃវត្ថុ quantum មានន័យថា វាអាចស្ថិតនៅលើគន្លង 2 ឬច្រើនក្នុងពេលតែមួយ ក្នុង 2 ឬច្រើនចំនុចក្នុងពេលតែមួយ។

ដូចគ្នានេះដែរអនុវត្តចំពោះប៉ារ៉ាម៉ែត្រ photon មួយផ្សេងទៀត - បង្វិល (សន្ទុះមុំរបស់វា) ។ ការបង្វិលគឺជាវ៉ិចទ័រ។ វត្ថុ Quantum អាច​ត្រូវ​បាន​គិត​ថា​ជា​មេដែក​មីក្រូទស្សន៍។ យើងទម្លាប់នឹងការពិតដែលថាវ៉ិចទ័រមេដែក (បង្វិល) ត្រូវបានដឹកនាំឡើងលើឬចុះក្រោម។ ប៉ុន្តែ អេឡិចត្រុង ឬ ហ្វូតុន ប្រាប់យើងម្តងទៀតថា “បុរសៗ យើងមិនខ្វល់ពីអ្វីដែលអ្នកធ្លាប់ធ្វើនោះទេ យើងអាចស្ថិតនៅក្នុងស្ថានភាពវិលទាំងពីរក្នុងពេលតែមួយ (វ៉ិចទ័រឡើងលើ វ៉ិចទ័រចុះក្រោម) ដូចយើងអាចនៅលើគន្លងពីរនៅ ក្នុងពេលតែមួយ ឬ 2 ពិន្ទុក្នុងពេលតែមួយ!

តើអ្វីទៅជា "ការវាស់វែង" ឬ "ការដួលរលំនៃមុខងាររលក"?

វានៅសល់តិចតួចសម្រាប់ពួកយើងដើម្បីយល់ពីអ្វីដែល "ការវាស់វែង" និង "មុខងាររលក" ជាអ្វី។

មុខងាររលកគឺជាការពិពណ៌នាអំពីស្ថានភាពនៃវត្ថុ Quantum (photon ឬ electron របស់យើង)។

ឧបមាថាយើងមានអេឡិចត្រុង វាហោះទៅខ្លួនវា នៅក្នុងស្ថានភាពមិនកំណត់ ការបង្វិលរបស់វាត្រូវបានដឹកនាំទាំងឡើងលើ និងចុះក្រោមក្នុងពេលតែមួយ. យើងត្រូវវាស់ស្ថានភាពរបស់គាត់។

ចូរវាស់ដោយប្រើវាលម៉ាញេទិក៖ អេឡិចត្រុងដែលបង្វិលត្រូវបានដឹកនាំក្នុងទិសដៅនៃវាលនឹងបង្វែរទិសដៅមួយ ហើយអេឡិចត្រុងដែលបង្វិលត្រូវបានតម្រង់ប្រឆាំងនឹងវាល - នៅក្នុងផ្សេងទៀត។ ហ្វូតូនច្រើនទៀតអាចត្រូវបានដឹកនាំទៅក្នុងតម្រងប៉ូឡារីស។ ប្រសិនបើការបង្វិល (ប៉ូល) នៃហ្វូតុនគឺ +1 វាឆ្លងកាត់តម្រង ប៉ុន្តែប្រសិនបើវាជា -1 នោះវាមិនដំណើរការទេ។

ឈប់! នៅទីនេះអ្នកនឹងមានសំណួរដោយជៀសមិនរួច:មុនពេលវាស់អេឡិចត្រុងមិនមានទិសដៅបង្វិលជាក់លាក់ទេមែនទេ? គាត់នៅគ្រប់រដ្ឋក្នុងពេលតែមួយ មែនទេ?

នេះគឺជាល្បិច និងអារម្មណ៍នៃមេកានិចកង់ទិច. ដរាបណាអ្នកមិនវាស់ស្ថានភាពនៃវត្ថុកង់ទិច វាអាចបង្វិលក្នុងទិសដៅណាមួយ (មានទិសដៅណាមួយនៃវ៉ិចទ័រនៃសន្ទុះមុំរបស់វា - បង្វិល) ។ ប៉ុន្តែនៅពេលនេះ នៅពេលដែលអ្នកវាស់ស្ថានភាពរបស់គាត់ គាត់ហាក់ដូចជាកំពុងធ្វើការសម្រេចចិត្តមួយដែលបង្វិលវ៉ិចទ័រដើម្បីទទួលយក។

វត្ថុ Quantum នេះគឺត្រជាក់ណាស់ - វាធ្វើការសម្រេចចិត្តអំពីស្ថានភាពរបស់វា។ហើយយើងមិនអាចទស្សន៍ទាយទុកជាមុនថាតើវានឹងធ្វើការសម្រេចចិត្តអ្វីនៅពេលវាហោះចូលទៅក្នុងដែនម៉ាញេទិកដែលយើងវាស់វា។ ប្រូបាប៊ីលីតេដែលគាត់នឹងសម្រេចចិត្តមានវ៉ិចទ័របង្វិល "ឡើង" ឬ "ចុះក្រោម" គឺ 50 ទៅ 50% ។ ប៉ុន្តែភ្លាមៗនៅពេលដែលគាត់សម្រេចចិត្ត គាត់ស្ថិតក្នុងស្ថានភាពជាក់លាក់មួយជាមួយនឹងទិសដៅបង្វិលជាក់លាក់។ ហេតុផលសម្រាប់ការសម្រេចចិត្តរបស់គាត់គឺ "វិមាត្រ" របស់យើង!

នេះត្រូវបានគេហៅថា " ការដួលរលំនៃមុខងាររលក". មុខងារ​រលក​មុន​ការ​វាស់វែង​គឺ​មិន​ប្រាកដ​ប្រជា, i.e. វ៉ិចទ័រវិលរបស់អេឡិចត្រុងក្នុងពេលដំណាលគ្នានៅគ្រប់ទិសទី បន្ទាប់ពីការវាស់វែង អេឡិចត្រុងបានកត់ត្រាទិសដៅជាក់លាក់នៃវ៉ិចទ័រវិលរបស់វា។

យកចិត្តទុកដាក់! ឧទាហរណ៍ដ៏ល្អសម្រាប់ការយល់ដឹងគឺជាការផ្សារភ្ជាប់គ្នាពី macrocosm របស់យើង៖

បង្វិលកាក់នៅលើតុដូចជាបង្វិលកំពូល។ ខណៈពេលដែលកាក់កំពុងវិល វាមិនមានអត្ថន័យជាក់លាក់ទេ - ក្បាល ឬកន្ទុយ។ ប៉ុន្តែនៅពេលដែលអ្នកសម្រេចចិត្ត "វាស់" តម្លៃនេះ ហើយវាយកាក់ដោយដៃរបស់អ្នក នោះហើយជាពេលដែលអ្នកទទួលបានស្ថានភាពជាក់លាក់នៃកាក់ - ក្បាល ឬកន្ទុយ។ ឥឡូវនេះស្រមៃថាកាក់នេះសម្រេចចិត្តថាតើតម្លៃមួយណាដើម្បី "បង្ហាញ" អ្នក - ក្បាលឬកន្ទុយ។ អេឡិចត្រុងមានឥរិយាបទប្រហាក់ប្រហែល។

ឥឡូវនេះចងចាំការពិសោធន៍ដែលបានបង្ហាញនៅចុងបញ្ចប់នៃតុក្កតា។ នៅពេលដែល photons ត្រូវបានឆ្លងកាត់រន្ធ ពួកវាមានឥរិយាបទដូចរលក ហើយបង្ហាញលំនាំជ្រៀតជ្រែកនៅលើអេក្រង់។ ហើយនៅពេលដែលអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រចង់កត់ត្រា (វាស់) ពេលវេលានៃហ្វូតុនដែលហោះកាត់រន្ធនោះ ហើយដាក់ "អ្នកសង្កេតការណ៍" នៅខាងក្រោយអេក្រង់ ហ្វូតុងចាប់ផ្តើមមានឥរិយាបទមិនដូចរលក ប៉ុន្តែដូចជាភាគល្អិត។ ហើយពួកគេបាន "គូរ" ឆ្នូតបញ្ឈរចំនួន 2 នៅលើអេក្រង់។ ទាំងនោះ។ នៅពេលនៃការវាស់វែង ឬការសង្កេត វត្ថុ quantum ខ្លួនឯងជ្រើសរើសថាតើពួកគេគួរតែស្ថិតនៅក្នុងស្ថានភាពបែបណា។

អស្ចារ្យ! តើវាពិតទេ?

ប៉ុន្តែនោះមិនមែនទាំងអស់ទេ។ ទីបំផុតយើង យើងបានទៅដល់ផ្នែកដែលគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍បំផុត។

ប៉ុន្តែ... វាហាក់ដូចជាខ្ញុំថានឹងមានព័ត៌មានលើសទម្ងន់ ដូច្នេះយើងនឹងពិចារណាគោលគំនិតទាំងពីរនេះនៅក្នុងអត្ថបទដាច់ដោយឡែក៖

• តើមានអ្វីកើតឡើង?
• តើអ្វីទៅជាការពិសោធន៍គំនិត។

ឥឡូវនេះតើអ្នកចង់ឱ្យព័ត៌មានត្រូវបានតម្រៀបចេញទេ? មើលភាពយន្តឯកសារដែលផលិតដោយវិទ្យាស្ថានទ្រឹស្ដីរូបវិទ្យាកាណាដា។ នៅក្នុងវា ក្នុងរយៈពេល 20 នាទី អ្នកនឹងនិយាយយ៉ាងខ្លី និងតាមលំដាប់លំដោយបានប្រាប់អំពីការរកឃើញទាំងអស់នៃរូបវិទ្យាកង់ទិច ដោយចាប់ផ្តើមជាមួយនឹងការរកឃើញរបស់ Planck ក្នុងឆ្នាំ 1900 ។ ហើយបន្ទាប់មកពួកគេនឹងប្រាប់អ្នកពីអ្វីដែលការអភិវឌ្ឍន៍ជាក់ស្តែងកំពុងត្រូវបានអនុវត្តនៅលើមូលដ្ឋាននៃចំណេះដឹងនៅក្នុងរូបវិទ្យា quantum: ពីនាឡិកាអាតូមិចដែលមានភាពត្រឹមត្រូវបំផុតរហូតដល់ការគណនាលឿនទំនើបនៃកុំព្យូទ័រកង់ទិច។ ខ្ញុំសូមផ្តល់អនុសាសន៍ឱ្យមើលខ្សែភាពយន្តនេះ។

ជួបគ្នា!

ខ្ញុំសូមជូនពរឱ្យអ្នកមានការបំផុសគំនិតសម្រាប់ផែនការនិងគម្រោងទាំងអស់របស់ពួកគេ!

P.S.2 សរសេរសំណួរ និងគំនិតរបស់អ្នកនៅក្នុងមតិយោបល់។ សរសេរ តើអ្នកចាប់អារម្មណ៍លើរូបវិទ្យា Quantum អ្វីផ្សេងទៀត?

P.S.3 ជាវប្លក់ - ទម្រង់ជាវគឺនៅក្រោមអត្ថបទ។

"ប្រសិនបើយើងត្រូវកំណត់លក្ខណៈនៃគំនិតជាមូលដ្ឋាននៃទ្រឹស្តី quantum ក្នុងប្រយោគមួយ យើងអាចនិយាយបានថា: វាគួរតែត្រូវបានសន្មត់ថា បរិមាណរូបវន្តខ្លះ រហូតទាល់តែត្រូវបានចាត់ទុកថាបន្ត , រួមមាន quanta បឋម " (A. Einstein)

នៅចុងបញ្ចប់នៃសតវត្សទី 19 J. Thomson បានរកឃើញ អេឡិចត្រុង ជា quantum បឋម (ភាគល្អិត) នៃអគ្គិសនីអវិជ្ជមាន។ ដូច្នេះ ទាំងទ្រឹស្តីអាតូមិច និងអគ្គិសនីត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងវិទ្យាសាស្ត្រ បរិមាណរាងកាយ, ដែលអាចផ្លាស់ប្តូរបានតែក្នុងជំហាន និងព្រំដែនប៉ុណ្ណោះ។ . ថមសុន បានបង្ហាញថា អេឡិចត្រុងក៏ជាធាតុមួយនៃធាតុផ្សំនៃអាតូម ដែលជាប្លុកសំណង់បឋមមួយ ដែលសារធាតុត្រូវបានបង្កើតឡើង។ ថមសុនបានបង្កើត ម៉ូដែលដំបូង អាតូម យោងទៅតាមអាតូមមួយគឺជាស្វ៊ែរ amorphous ដែលពោរពេញទៅដោយអេឡិចត្រុងដូចជា "ផ្លែ raisin Bun" ។ វាងាយស្រួលក្នុងការដកអេឡិចត្រុងចេញពីអាតូម។ នេះអាចត្រូវបានធ្វើដោយការឡើងកំដៅ ឬបំផ្ទុះអាតូមជាមួយអេឡិចត្រុងផ្សេងទៀត។

ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយច្រើន។ ភាគច្រើននៃម៉ាស់អាតូម បានបង្ហាញ មិនមែនអេឡិចត្រុងទេ ប៉ុន្តែភាគល្អិតដែលនៅសល់ ធ្ងន់ជាង - ស្នូលនៃអាតូមមួយ។ . របកគំហើញនេះធ្វើឡើងដោយ E. Rutherford ដែលបានទម្លាក់ក្រដាសមាសជាមួយនឹងភាគល្អិតអាល់ហ្វា ហើយបានរកឃើញថាមានកន្លែងដែលភាគល្អិតហាក់ដូចជាលោតចេញពីអ្វីមួយដ៏ធំ ហើយមានកន្លែងដែលភាគល្អិតហោះឆ្លងកាត់ដោយសេរី។ Rutherford បង្កើតគំរូភពរបស់គាត់នៃអាតូមដោយផ្អែកលើការរកឃើញនេះ។ យោងតាមគំរូនេះ នៅចំកណ្តាលអាតូមមានស្នូលមួយ ដែលប្រមូលផ្តុំភាគច្រើននៃម៉ាស់អាតូម ហើយអេឡិចត្រុងបង្វិលជុំវិញស្នូលក្នុងគន្លងរាងជារង្វង់។

ឥទ្ធិពល photoelectric

នៅឆ្នាំ 1888-1890 ឥទ្ធិពល photoelectric ត្រូវបានសិក្សាដោយរូបវិទូរុស្ស៊ី A.P. Stoletov ។ ទ្រឹស្តីនៃឥទ្ធិពល photoelectric ត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅឆ្នាំ 1905 ដោយ A. Einstein ។ អនុញ្ញាតឱ្យពន្លឺគោះអេឡិចត្រុងចេញពីលោហៈ។ អេឡិចត្រុងគេចចេញពីលោហៈ ហើយប្រញាប់ទៅមុខក្នុងល្បឿនជាក់លាក់មួយ។ យើងអាចរាប់ចំនួនអេឡិចត្រុងទាំងនេះ កំណត់ល្បឿន និងថាមពលរបស់វា។ ប្រសិនបើយើងបំភ្លឺលោហៈម្តងទៀតជាមួយនឹងពន្លឺនៃរលកដូចគ្នាប៉ុន្តែ ប្រភពថាមពលខ្លាំងជាង នោះគេរំពឹងថាថាមពលនោះ។ វានឹងមានអេឡិចត្រុងកាន់តែច្រើន . ទោះ​យ៉ាង​ណា​ក៏​មិន​មាន​ល្បឿន​ដែរ។ ថាមពលអេឡិចត្រុងមិនផ្លាស់ប្តូរទេ។ ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃពន្លឺ។ នេះនៅតែជាបញ្ហារហូតដល់ការរកឃើញថាមពល quantum ដោយ M. Planck ។

ការរកឃើញនៃបរិមាណថាមពលដោយ M. Planck

នៅចុងបញ្ចប់នៃសតវត្សទី 19 ការលំបាកមួយបានកើតឡើងនៅក្នុងរូបវិទ្យាដែលត្រូវបានគេហៅថា "មហន្តរាយអ៊ុលត្រាវីយូឡេ" ។ ការសិក្សាពិសោធន៍នៃវិសាលគមនៃវិទ្យុសកម្មកម្ដៅនៃរាងកាយខ្មៅពិតប្រាកដបានផ្តល់ការពឹងផ្អែកជាក់លាក់នៃអាំងតង់ស៊ីតេវិទ្យុសកម្មលើប្រេកង់របស់វា។ ម្យ៉ាងវិញទៀត ការគណនាដែលបានធ្វើឡើងក្នុងក្របខ័ណ្ឌនៃអេឡិចត្រូឌីណាមិកបុរាណបានផ្តល់ការពឹងផ្អែកខុសគ្នាទាំងស្រុង។ វាប្រែថានៅចុងបញ្ចប់នៃកាំរស្មីអ៊ុលត្រាវីយូឡេនៃវិសាលគមអាំងតង់ស៊ីតេនៃវិទ្យុសកម្មគួរតែកើនឡើងដោយគ្មានដែនកំណត់ដែលផ្ទុយយ៉ាងច្បាស់ពីការពិសោធន៍។

ដោយព្យាយាមដោះស្រាយបញ្ហានេះ Max Planck ត្រូវបានបង្ខំឱ្យទទួលស្គាល់ថាភាពផ្ទុយគ្នាកើតឡើងដោយសារតែការយល់ខុសដោយរូបវិទ្យាបុរាណនៃយន្តការនៃវិទ្យុសកម្ម។

នៅឆ្នាំ 1900 គាត់បានដាក់ចេញនូវសម្មតិកម្មថា ការបំភាយ និងការស្រូបយកថាមពលមិនកើតឡើងជាបន្តបន្ទាប់នោះទេ ប៉ុន្តែដោយឡែក នៅក្នុងផ្នែក (ក្វាន់តា) ជាមួយនឹងតម្លៃ E = h × ន , កន្លែងណា អ៊ី- អាំងតង់ស៊ីតេវិទ្យុសកម្ម ន- ប្រេកង់វិទ្យុសកម្ម h- ថេរមូលដ្ឋានថ្មី (ថេររបស់ Planck ស្មើនឹង 6.6×10 -34 J×sec) ។ នៅលើមូលដ្ឋាននេះ "គ្រោះមហន្តរាយអ៊ុលត្រាវីយូឡេ" ត្រូវបានយកឈ្នះ។

M. Planck បានផ្តល់យោបល់ថាអ្វីដែលយើងឃើញ ពន្លឺពណ៌សមានផ្នែកតូចៗនៃថាមពលដែលប្រញាប់ប្រញាល់ឆ្លងកាត់កន្លែងទទេ លំហនៅល្បឿនពន្លឺ។ Planck បានហៅផ្នែកទាំងនេះនៃថាមពល quanta ឬ ហ្វូតុន .

ភ្លាមៗនោះ វាច្បាស់ណាស់ថា ទ្រឹស្ដីកង់ទិចនៃពន្លឺផ្តល់នូវការពន្យល់សម្រាប់ឥទ្ធិពល photoelectric ។ ដូច្នេះ ស្ទ្រីមនៃហ្វូតុនធ្លាក់លើបន្ទះដែក។ ហ្វូតុង​ប៉ះ​អាតូម​មួយ ហើយ​គោះ​អេឡិចត្រុង។ អេឡិចត្រុងដែលបានបញ្ចេញនឹងមានថាមពលដូចគ្នានៅក្នុងករណីនីមួយៗ។ បន្ទាប់មកវាច្បាស់ណាស់។ ការបង្កើនអាំងតង់ស៊ីតេពន្លឺមានន័យថា ការកើនឡើងនៃចំនួន photon ឧប្បត្តិហេតុ . ក្នុងករណីនេះពីលោហៈ ចាន អេឡិចត្រុងមួយចំនួនធំនឹងត្រូវរហែកចេញ ប៉ុន្តែថាមពលនីមួយៗ អេឡិចត្រុងតែមួយនឹងមិនផ្លាស់ប្តូរទេ។ .

ថាមពលនៃពន្លឺ quanta គឺខុសគ្នាសម្រាប់កាំរស្មីនៃពណ៌ផ្សេងគ្នា, រលក ប្រេកង់ផ្សេងគ្នា . ដូច្នេះថាមពលនៃហ្វូតុងនៃពន្លឺក្រហមគឺពាក់កណ្តាលថាមពលនៃ photons នៃពន្លឺ violet ។ ម៉្យាងវិញទៀត កាំរស្មីអ៊ិចមានផ្ទុកនូវហ្វូតុនដែលមានថាមពលខ្ពស់ជាង ហ្វូតុននៃពន្លឺពណ៌ស ពោលគឺ រលកនៃកាំរស្មីអ៊ិចគឺខ្លីជាង។

ការបំភាយនៃបរិមាណពន្លឺមួយត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងការផ្លាស់ប្តូរនៃអាតូមពីកម្រិតថាមពលមួយទៅកម្រិតមួយទៀត។ កម្រិតថាមពលនៃអាតូមជាធម្មតាដាច់ចេញពីគ្នា ពោលគឺនៅក្នុងស្ថានភាពដែលមិនរំភើប អាតូមមិនបញ្ចេញ វាមានស្ថេរភាព។ ផ្អែកលើបទប្បញ្ញត្តិនេះ។ N. Bohr បង្កើតគំរូអាតូមរបស់គាត់នៅឆ្នាំ 1913 . យោងតាមគំរូនេះ នៅចំកណ្តាលអាតូម មានស្នូលដ៏ធំមួយនៅជុំវិញ ដែលអេឡិចត្រុងបង្វិលក្នុងគន្លងស្ថានី។ អាតូមមិនបញ្ចេញថាមពលឥតឈប់ឈរទេ ប៉ុន្តែនៅក្នុងផ្នែក (quanta) ហើយមានតែនៅក្នុងស្ថានភាពរំភើបប៉ុណ្ណោះ។ ក្នុងករណីនេះយើងសង្កេតមើលការផ្លាស់ប្តូរនៃអេឡិចត្រុងពីគន្លងខាងក្រៅទៅខាងក្នុងមួយ។ នៅក្នុងករណីនៃការស្រូបថាមពលដោយអាតូម ការផ្លាស់ប្តូរនៃអេឡិចត្រុងពីគន្លងខាងក្នុងទៅខាងក្រៅកើតឡើង។

មូលដ្ឋានគ្រឹះនៃទ្រឹស្តី Quantum

របកគំហើញខាងលើ និងអ្នកផ្សេងទៀតជាច្រើនមិនអាចយល់បាន និងពន្យល់ពីទស្សនៈនៃមេកានិចបុរាណ។ ទ្រឹស្ដីថ្មីមួយគឺត្រូវការជាចាំបាច់ បង្កើតឡើងក្នុងឆ្នាំ ១៩២៥-១៩២៧ ឈ្មោះ មេកានិចកង់ទិច .

បន្ទាប់ពីអ្នករូបវិទ្យាបានកំណត់ថា អាតូមមិនមែនជាប្លុកអគារចុងក្រោយនៃសកលលោកទេ ប៉ុន្តែខ្លួនវាមានភាគល្អិតសាមញ្ញជាង ការស្វែងរកភាគល្អិតបឋមបានចាប់ផ្តើម។ ភាគល្អិតបឋម គឺ​ជា​ភាគល្អិត​ដែល​តូច​ជាង​ស្នូល​អាតូម (ចាប់ផ្តើម​ដោយ​ប្រូតុង អេឡិចត្រុង នឺត្រុង)។ រហូតមកដល់បច្ចុប្បន្ន ភាគល្អិតបឋមជាង 400 ត្រូវបានគេស្គាល់។

ដូចដែលយើងដឹងរួចមកហើយថា ភាគល្អិតបឋមដំបូងគេដែលបានរកឃើញនៅឆ្នាំ 1891 គឺ អេឡិចត្រុង។ នៅឆ្នាំ 1919 E. Rutherford បើក ប្រូតុង ភាគល្អិតធ្ងន់ដែលត្រូវបានចោទប្រកាន់ជាវិជ្ជមាន ដែលជាផ្នែកមួយនៃស្នូលអាតូមិច។ នៅឆ្នាំ 1932 រូបវិទូជនជាតិអង់គ្លេសលោក John Chadwick បានរកឃើញ នឺត្រុង ដែលជាភាគល្អិតធ្ងន់ដែលមិនមានបន្ទុកអគ្គីសនី ហើយក៏ជាផ្នែកនៃស្នូលអាតូមផងដែរ។ នៅឆ្នាំ 1932 លោក Paul Dirac បានព្យាករណ៍ជាលើកដំបូង ភាគល្អិត – positron ស្មើនឹងម៉ាស់ទៅនឹងអេឡិចត្រុង ប៉ុន្តែមានបន្ទុកអគ្គិសនីផ្ទុយ (វិជ្ជមាន) ។

ចាប់តាំងពីទសវត្សរ៍ទី 50 នៃសតវត្សទី 20 ឧបករណ៍បង្កើនល្បឿនដ៏មានឥទ្ធិពល - synchrophasotrons - បានក្លាយជាមធ្យោបាយសំខាន់នៃការរកឃើញនិងការស្រាវជ្រាវនៃភាគល្អិតបឋម។ នៅប្រទេសរុស្ស៊ីឧបករណ៍បង្កើនល្បឿនបែបនេះដំបូងគេត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅឆ្នាំ 1957 នៅទីក្រុង Dubna ។ ដោយមានជំនួយពីឧបករណ៍បង្កើនល្បឿន Antiparticles ត្រូវបានរកឃើញ៖ positron និងជាបន្តបន្ទាប់ antiproton និង antineutron (antiparticle ដែលមិនមានបន្ទុកអគ្គីសនី ប៉ុន្តែមានបន្ទុក baryon ទល់មុខ baryon charge នៃ neutron)។ ចាប់តាំងពីពេលនោះមក សម្មតិកម្មបានចាប់ផ្តើមដាក់ចេញអំពីអត្ថិភាពដែលអាចកើតមាននៃវត្ថុធាតុពិត អង្គបដិរូប និងប្រហែលជាសូម្បីតែប្រឆាំងពិភពលោក។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការបញ្ជាក់ពិសោធន៍លើសម្មតិកម្មនេះមិនទាន់ទទួលបាននៅឡើយ។

លក្ខណៈសំខាន់មួយនៃភាគល្អិតបឋមគឺថាពួកវា មានម៉ាស់ និងទំហំតូចបំផុត។ . ម៉ាស់នៃពួកវាភាគច្រើនគឺ 1.6 × 10 -24 ក្រាមហើយទំហំគឺប្រហែល 10 -16 សង់ទីម៉ែត្រនៅក្នុងអង្កត់ផ្ចិត។

ទ្រព្យសម្បត្តិមួយទៀតនៃភាគល្អិតបឋមគឺ សមត្ថភាពក្នុងការកើត និងបំផ្លាញ ពោលគឺបញ្ចេញ និងស្រូបនៅពេលមានអន្តរកម្មជាមួយភាគល្អិតផ្សេងទៀត។ . ជាឧទាហរណ៍ ក្នុងអំឡុងពេលអន្តរកម្ម (ការបំផ្លាញ) នៃភាគល្អិតផ្ទុយគ្នានៃអេឡិចត្រុង និងប៉ូស៊ីតរ៉ុន ផូតុងពីរ (ថាមពល quantum) ត្រូវបានបញ្ចេញ៖ e - + e + = 2g

ទ្រព្យសម្បត្តិសំខាន់បន្ទាប់គឺ ការផ្លាស់ប្តូរ, នោះគឺការបញ្ចូលគ្នានៃភាគល្អិតជាមួយគ្នាទៅវិញទៅមកក្នុងអំឡុងពេលអន្តរកម្ម និងជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃម៉ាស់នៃភាគល្អិតលទ្ធផល។ ម៉ាស់ថ្មីនៃភាគល្អិតគឺធំជាងផលបូកនៃភាគល្អិតដែលបានបញ្ចូលគ្នាទាំងពីរ ចាប់តាំងពីផ្នែកមួយនៃថាមពលដែលបានបញ្ចេញកំឡុងពេលរួមបញ្ចូលគ្នាទៅជាម៉ាស់។

ភាគល្អិតមានភាពខុសគ្នាក្នុង 1.types of interaction; 2. ប្រភេទនៃអន្តរកម្ម; 3. ម៉ាស; 4. ពេលវេលានៃជីវិត; 5. ត្រឡប់មកវិញ; 6. គិតថ្លៃ។

ប្រភេទនិងប្រភេទនៃអន្តរកម្ម

ប្រភេទនៃអន្តរកម្ម

អន្តរកម្មខ្លាំង កំណត់ទំនាក់ទំនងរវាងប្រូតុង និងនឺត្រុងនៅក្នុងស្នូលអាតូមិច។

អន្តរកម្មអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច - ខ្លាំងតិចជាងខ្លាំង កំណត់ទំនាក់ទំនងរវាងអេឡិចត្រុង និងស្នូលក្នុងអាតូម ក៏ដូចជាទំនាក់ទំនងរវាងអាតូមក្នុងម៉ូលេគុលមួយ។

អន្តរកម្មខ្សោយ បណ្តាលឱ្យដំណើរការយឺត ជាពិសេសដំណើរការនៃការបំបែកភាគល្អិត។

អន្តរកម្មទំនាញ - នេះគឺជាអន្តរកម្មរវាងភាគល្អិតបុគ្គល; កម្លាំងនៃអន្តរកម្មនេះនៅក្នុងមេកានិចកង់ទិចគឺតូចខ្លាំងណាស់ដោយសារតែភាពតូចនៃម៉ាស់ ប៉ុន្តែកម្លាំងរបស់វាកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំងជាមួយនឹងអន្តរកម្មនៃម៉ាស់ធំ។

ប្រភេទនៃអន្តរកម្ម

នៅក្នុងមេកានិចកង់ទិច ភាគល្អិតបឋមទាំងអស់អាចធ្វើអន្តរកម្មបានតែពីរប្រភេទប៉ុណ្ណោះ៖ hadron និង lepton .

ទម្ងន់ .

ដោយផ្អែកលើម៉ាស់របស់ពួកគេ ភាគល្អិតត្រូវបានបែងចែកទៅជា ធ្ងន់ (ប្រូតុង, នឺត្រុង, ក្រាវីតុង។ កម្រិតមធ្យមនិងពន្លឺ (អេឡិចត្រុង ហ្វូតុន នឺត្រេណូ ជាដើម)

ពេលវេលាជីវិត។

យោងទៅតាមពេលវេលានៃអត្ថិភាពរបស់ពួកគេភាគល្អិតត្រូវបានបែងចែកទៅជា ស្ថិរភាព, ជាមួយនឹងអាយុកាលដ៏យូរគ្រប់គ្រាន់ (ឧទាហរណ៍ ប្រូតុង នឺត្រុង អេឡិចត្រុង ហ្វូតុង នឺត្រុង។ល។) ពាក់កណ្តាលស្ថេរភាព នោះគឺមានអាយុកាលខ្លីណាស់ (ឧទាហរណ៍ antiparticles) និង មិនស្ថិតស្ថេរ មានអាយុកាលខ្លីបំផុត (ឧទាហរណ៍ mesons pions baryons ។ល។)

បង្វិល

បង្វិល (ពីភាសាអង់គ្លេស - ដើម្បីបង្វិល ដើម្បីបង្វិល) កំណត់លក្ខណៈនៃសន្ទុះជ្រុងខាងក្នុងនៃភាគល្អិតបឋម ដែលមានលក្ខណៈ Quantum ហើយមិនត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងចលនានៃភាគល្អិតទាំងមូលនោះទេ។ វា​ត្រូវ​បាន​វាស់​ជា​ចំនួន​គត់​ឬ​ចំនួន​គត់​ពាក់កណ្តាល​ពហុគុណ​នៃ​ថេរ​របស់ Planck (6.6 × 10 –34 J × វិ) ។ សម្រាប់ភាគល្អិតបឋមភាគច្រើន សន្ទស្សន៍វិលគឺ 1/2 (សម្រាប់អេឡិចត្រុង ប្រូតុង នឺត្រុងណូ) 1 (សម្រាប់ហ្វូតុន) 0 (សម្រាប់ P-mesons, K-mesons) ។

គំនិតនៃការបង្វិលត្រូវបានណែនាំទៅក្នុងរូបវិទ្យាក្នុងឆ្នាំ 1925 ដោយអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រជនជាតិអាមេរិក J. Uhlenbeck និង S. Goudsmit ដែលបានណែនាំថាអេឡិចត្រុងអាចត្រូវបានចាត់ទុកថាជា "កំពូលបង្វិល" ។

បន្ទុកអគ្គិសនី

ភាគល្អិតបឋមត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយវត្តមាននៃបន្ទុកអគ្គីសនីវិជ្ជមានឬអវិជ្ជមានឬអវត្តមាននៃបន្ទុកអគ្គីសនីទាំងអស់។ បន្ថែមពីលើបន្ទុកអគ្គីសនី ភាគល្អិតបឋមនៃក្រុមបាយ៉ុនមានបន្ទុកបារីយ៉ុង។

នៅក្នុងទសវត្សរ៍ទី 50 នៃសតវត្សទី 20 អ្នករូបវិទ្យា M. Gell-Mann និង G. Zweig បានផ្តល់យោបល់ថាគួរតែមានភាគល្អិតបឋមបន្ថែមទៀតនៅក្នុង hadrons ។ Zweig បានហៅពួកគេថា aces ហើយ Gell-Man បានហៅពួកគេថា quarks ។ ពាក្យ "quark" ដកស្រង់ចេញពីប្រលោមលោករបស់ J. Joyce "Finnegans Wake" ។ ក្រោយមកឈ្មោះ quark បានជាប់គាំង។

យោងតាមសម្មតិកម្ម Gell-Man មានបីប្រភេទ (រសជាតិ) នៃ quarks: យូ – ឃ – ស. ពួកគេម្នាក់ៗមានការបង្វិល = 1/2; និងបន្ទុក = 1/3 ឬ 2/3 នៃបន្ទុករបស់អេឡិចត្រុង។ baryons ទាំងអស់មាន quarks បី។ ឧទាហរណ៍ ប្រូតុងមកពី uud ហើយនឺត្រុងគឺមកពី ddu ។ នីមួយៗនៃរសជាតិ quark ទាំងបីត្រូវបានបែងចែកទៅជាបីពណ៌។ នេះមិនមែនជាពណ៌ធម្មតាទេ ប៉ុន្តែជា analogue នៃបន្ទុក។ ដូច្នេះ ប្រូតុង​អាច​ត្រូវ​បាន​គេ​ចាត់​ទុក​ថា​ជា​ថង់​មួយ​ដែល​មាន​ពីរ u - និង​មួយ d - quarks ។ ដុំគីសនីមួយៗនៅក្នុងកាបូបត្រូវបានហ៊ុំព័ទ្ធដោយពពករបស់វា។ អន្តរកម្មប្រូតុង-ប្រូតុងអាចត្រូវបានតំណាងថាជាការបញ្ចូលគ្នានៃថង់ពីរជាមួយ quarks ដែលនៅចម្ងាយតិចតួចគ្រប់គ្រាន់ចាប់ផ្តើមផ្លាស់ប្តូរ gluons ។ Gluon គឺជា​ភាគល្អិត​ក្រុមហ៊ុន​បញ្ជូន (មកពី​ពាក្យ​អង់គ្លេស កាវ ដែល​មានន័យថា កាវ) ។ Gluons ភ្ជាប់ប្រូតុង និងនឺត្រុងរួមគ្នានៅក្នុងស្នូលនៃអាតូម ហើយការពារពួកវាពីការរលួយ។ ចូរយើងបង្កើតភាពស្រដៀងគ្នាខ្លះ។

អេឡិចត្រូឌីណាមិក Quantum: អេឡិចត្រុង, បន្ទុក, ហ្វូតុន។ នៅក្នុង quantum chromodynamics ពួកវាត្រូវគ្នាទៅនឹង: quark, color, gluon ។ Quarks គឺជាវត្ថុទ្រឹស្តីដែលចាំបាច់ដើម្បីពន្យល់ពីដំណើរការ និងអន្តរកម្មមួយចំនួនរវាងភាគល្អិតបឋមនៃក្រុម hadron ។ តាមទស្សនៈនៃវិធីសាស្រ្តទស្សនវិជ្ជាចំពោះបញ្ហា យើងអាចនិយាយបានថា quarks គឺជាវិធីមួយដើម្បីពន្យល់អំពី microworld ទាក់ទងនឹង macroworld ។

ម៉ាស៊ីនបូមធូលីរូបវិទ្យា និងភាគល្អិតនិម្មិត

នៅពាក់កណ្តាលទីមួយនៃសតវត្សទី 20 លោក Paul Dirac បានចងក្រងសមីការមួយដែលពិពណ៌នាអំពីចលនារបស់អេឡិចត្រុងដោយគិតគូរពីច្បាប់នៃមេកានិចកង់ទិច និងទ្រឹស្តីនៃទំនាក់ទំនង។ គាត់ទទួលបានលទ្ធផលដែលមិននឹកស្មានដល់។ រូបមន្តសម្រាប់ថាមពលអេឡិចត្រុងបានផ្តល់ដំណោះស្រាយចំនួន 2៖ ដំណោះស្រាយមួយត្រូវគ្នាទៅនឹងអេឡិចត្រុងដែលធ្លាប់ស្គាល់រួចហើយ - ភាគល្អិតដែលមានថាមពលវិជ្ជមាន មួយទៀត - ទៅភាគល្អិតដែលថាមពលអវិជ្ជមាន។ នៅក្នុងមេកានិចកង់ទិច ស្ថានភាពនៃភាគល្អិតដែលមានថាមពលអវិជ្ជមានត្រូវបានបកស្រាយថាជា ភាគល្អិត . Dirac បានកត់សម្គាល់ឃើញថា antiparticles កើតឡើងពីភាគល្អិត។

អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានសន្និដ្ឋានថាមាន “ការខ្វះចន្លោះរាងកាយ", ដែលពោរពេញទៅដោយអេឡិចត្រុងដែលមានថាមពលអវិជ្ជមាន។ ការបូមធូលីរាងកាយត្រូវបានគេហៅថា "សមុទ្រ Dirac" ។ យើងមិនសង្កេតមើលអេឡិចត្រុងដែលមានថាមពលអវិជ្ជមានច្បាស់លាស់ទេ ព្រោះវាបង្កើតជាផ្ទៃខាងក្រោយមើលមិនឃើញជាបន្តបន្ទាប់ ("សមុទ្រ") ប្រឆាំងនឹងព្រឹត្តិការណ៍ពិភពលោកទាំងអស់កើតឡើង។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ "សមុទ្រ" នេះមិនអាចសង្កេតឃើញទេរហូតដល់វាត្រូវបានធ្វើសកម្មភាពតាមរបៀបជាក់លាក់មួយ។ បើនិយាយថា ហ្វូតុនមួយចូលទៅក្នុង "សមុទ្រ Dirac" វាបង្ខំឱ្យ "សមុទ្រ" (បូមធូលី) ផ្តល់ឱ្យខ្លួនវាទៅឆ្ងាយ ដោយគោះអេឡិចត្រុងមួយក្នុងចំណោមអេឡិចត្រុងជាច្រើនដែលមានថាមពលអវិជ្ជមាន។ ហើយក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ ដូចដែលទ្រឹស្ដីបានចែង ភាគល្អិតពីរនឹងកើតក្នុងពេលតែមួយ៖ អេឡិចត្រុងដែលមានថាមពលវិជ្ជមាន និងបន្ទុកអគ្គិសនីអវិជ្ជមាន និងអង់ទីអេឡិចត្រុងដែលមានថាមពលវិជ្ជមាន ប៉ុន្តែក៏មានបន្ទុកវិជ្ជមានផងដែរ។

នៅឆ្នាំ 1932 រូបវិទូជនជាតិអាមេរិក K. D. Anderson បានធ្វើពិសោធន៍បានរកឃើញសារធាតុប្រឆាំងអេឡិចត្រុងនៅក្នុងកាំរស្មីលោហធាតុ ហើយដាក់ឈ្មោះវាថា positron ។

សព្វថ្ងៃនេះ វាត្រូវបានបង្កើតឡើងយ៉ាងច្បាស់លាស់ថា សម្រាប់រាល់ភាគល្អិតបឋមនៅក្នុងពិភពលោករបស់យើង មានអង្គបដិបក្ខ (សម្រាប់អេឡិចត្រុង - ប៉ូស៊ីតរ៉ុន សម្រាប់ប្រូតុង - អង់ទីប្រូតុង សម្រាប់ហ្វូតុន - អង់ទីហ្វូតុន និងសូម្បីតែនឺត្រុង - អង់ទីណឺត្រុង) .

ការយល់ដឹងពីមុននៃការខ្វះចន្លោះថាជា "គ្មានអ្វី" សុទ្ធបានប្រែទៅជាស្របតាមទ្រឹស្ដីរបស់ P. Dirac ទៅជាគូដែលបានបង្កើតជាច្រើន៖ ភាគល្អិត - antiparticle ។

មួយនៃ លក្ខណៈពិសេសនៃការបូមធូលីរាងកាយ គឺជាវត្តមាននៅក្នុងនោះ។ វាលដែលមានថាមពលស្មើនឹង "0" និងគ្មានពិតប្រាកដ ភាគល្អិត។ ប៉ុន្តែ​ដោយសារ​មាន​វាល​មួយ វា​ត្រូវតែ​យោល​។ លំយោលបែបនេះនៅក្នុងកន្លែងទំនេរត្រូវបានគេហៅថាសូន្យ ព្រោះមិនមានភាគល្អិតនៅទីនោះទេ។ រឿងដ៏អស្ចារ្យមួយ៖ លំយោលនៃវាលគឺមិនអាចទៅរួចទេបើគ្មានចលនានៃភាគល្អិត ប៉ុន្តែក្នុងករណីនេះមានការយោល ប៉ុន្តែមិនមានភាគល្អិតទេ! ហើយបន្ទាប់មករូបវិទ្យាអាចរកឃើញការសម្របសម្រួលបែបនេះ៖ ភាគល្អិតកើតនៅលំយោលវាលសូន្យ រស់នៅយ៉ាងខ្លី ហើយបាត់ទៅវិញ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ វាបង្ហាញថា ភាគល្អិតកើតចេញពី "គ្មានអ្វី" និងទទួលបានម៉ាស់ និងថាមពល ដោយហេតុនេះបំពានច្បាប់នៃការអភិរក្សម៉ាស និងថាមពល។ ចំណុចទាំងមូលនៅទីនេះគឺនៅក្នុង "អាយុកាល" នៃភាគល្អិតមួយ៖ វាខ្លីណាស់ដែលការបំពានច្បាប់អាចត្រូវបានគណនាតាមទ្រឹស្តីតែប៉ុណ្ណោះ ប៉ុន្តែវាមិនអាចត្រូវបានគេសង្កេតឃើញដោយពិសោធន៍ទេ។ ភាគល្អិតមួយកើតចេញពី "គ្មានអ្វី" ហើយស្លាប់ភ្លាមៗ។ ឧទាហរណ៍ អាយុកាលនៃអេឡិចត្រុងភ្លាមៗគឺ 10-21 វិនាទី ហើយនឺត្រុងភ្លាមៗគឺ 10-24 វិនាទី។ នឺត្រុងសេរី​ធម្មតា​រស់​បាន​ប៉ុន្មាន​នាទី ប៉ុន្តែ​នៅ​ក្នុង​ស្នូល​អាតូម​ក្នុង​រយៈពេល​មិន​កំណត់។ ភាគល្អិត​ដែល​មាន​ជីវិត​តិចតួច​ត្រូវ​បាន​គេ​ដាក់​ឈ្មោះ​ផ្ទុយ​ទៅ​នឹង​ធាតុ​ពិត - និម្មិត (នៅក្នុងការបកប្រែពីឡាតាំង - អាចធ្វើទៅបាន) ។

ប្រសិនបើរូបវិទ្យាមិនអាចរកឃើញភាគល្អិតនិម្មិតនីមួយៗ នោះឥទ្ធិពលសរុបរបស់ពួកគេទៅលើភាគល្អិតធម្មតាត្រូវបានកត់ត្រាយ៉ាងល្អឥតខ្ចោះ។ ជាឧទាហរណ៍ ចានពីរដែលដាក់ក្នុងកន្លែងទំនេរមួយ ហើយនាំមកជិតគ្នាទៅវិញទៅមកក្រោមឥទ្ធិពលនៃភាគល្អិតនិម្មិតចាប់ផ្តើមទាក់ទាញ។ ការពិតនេះត្រូវបានរកឃើញនៅឆ្នាំ 1965 ដោយអ្នករូបវិទ្យាពិសោធន៍ជនជាតិហូឡង់ Hendrik Casimir ។

ជាការពិត អន្តរកម្មទាំងអស់រវាងភាគល្អិតបឋមកើតឡើងដោយមានការចូលរួមដែលមិនអាចខ្វះបាននៃផ្ទៃខាងក្រោយនិម្មិតទំនេរ ដែលភាគល្អិតបឋមក៏មានឥទ្ធិពលផងដែរ។

វាត្រូវបានបង្ហាញនៅពេលក្រោយថាភាគល្អិតនិម្មិតមិនត្រឹមតែលេចឡើងនៅក្នុងកន្លែងទំនេរប៉ុណ្ណោះទេ។ ពួកគេក៏អាចបង្កើតបានដោយភាគល្អិតធម្មតាផងដែរ។ ជាឧទាហរណ៍ អេឡិចត្រុង បញ្ចេញឥតឈប់ឈរ ហើយស្រូបយករូបធាតុនិម្មិតភ្លាមៗ។

នៅចុងបញ្ចប់នៃការបង្រៀនយើងកត់សំគាល់ គំនិតអាតូមិច, ដូចពីមុនគឺផ្អែកលើគំនិតនោះ។ លក្ខណៈសម្បត្តិ រាងកាយអាចត្រូវបានកាត់បន្ថយទៅជាលក្ខណៈសម្បត្តិនៃភាគល្អិតធាតុផ្សំរបស់វា។ , ដែលនៅក្នុងពេលវេលាប្រវត្តិសាស្ត្រនេះ។ ត្រូវបានចាត់ទុកថាមិនអាចបំបែកបាន។ . តាមប្រវត្តិសាស្ត្រ ភាគល្អិតបែបនេះត្រូវបានចាត់ទុកថាជាអាតូម បន្ទាប់មកជាភាគល្អិតបឋម ហើយសព្វថ្ងៃនេះ quarks ។ តាមទស្សនៈទស្សនវិជ្ជា ភាពលេចធ្លោបំផុតហាក់ដូចជា វិធីសាស្រ្តថ្មី។ , ផ្អែកលើ មិនមែននៅលើការស្វែងរកភាគល្អិតជាមូលដ្ឋានដែលមិនអាចបំបែកបាននោះទេប៉ុន្តែ លើការកំណត់អត្តសញ្ញាណទំនាក់ទំនងផ្ទៃក្នុងរបស់ពួកគេ ដើម្បីពន្យល់អំពីលក្ខណៈរួម លក្ខណៈសម្បត្តិនៃការបង្កើតសម្ភារៈ . ទស្សនៈនេះក៏ត្រូវបានបង្ហាញផងដែរ។ W. Heisenberg ប៉ុន្តែជាអកុសល មិនទាន់ទទួលបានការអភិវឌ្ឍន៍នៅឡើយ។

គោលការណ៍ជាមូលដ្ឋាននៃមេកានិចកង់ទិច

ដូចដែលប្រវតិ្តសាស្រ្តនៃវិទ្យាសាស្ត្រធម្មជាតិបង្ហាញ លក្ខណៈសម្បត្តិនៃភាគល្អិតបឋមដែលអ្នករូបវិទ្យាបានជួបប្រទះនៅពេលសិក្សាមីក្រូវើល មិនសមស្របនឹងក្របខ័ណ្ឌនៃទ្រឹស្ដីរូបវិទ្យាប្រពៃណីទេ។ ការព្យាយាមពន្យល់អំពីមីក្រូវើលដោយប្រើគំនិត និងគោលការណ៍នៃរូបវិទ្យាបុរាណបានបរាជ័យ។ ការស្វែងរកគោលគំនិត និងការពន្យល់ថ្មីៗបាននាំទៅដល់ការលេចចេញនូវទ្រឹស្ដីរូបវិទ្យាថ្មីមួយ - មេកានិចកង់ទិច ដែលជាប្រភពដើមនៃរូបវិទូឆ្នើមដូចជា W. Heisenberg, N. Bohr, M. Planck, E. Schrödinger និងអ្នកដទៃ។

ការសិក្សាអំពីលក្ខណៈសម្បត្តិជាក់លាក់នៃមីក្រូវត្ថុបានចាប់ផ្តើមជាមួយនឹងការពិសោធន៍ ក្នុងអំឡុងពេលដែលវាត្រូវបានបង្កើតឡើង ដែល microobjects នៅក្នុងមួយចំនួន ការពិសោធន៍បង្ហាញខ្លួនឯងថាជាភាគល្អិត (សាកសព) និងនៅក្នុងផ្សេងទៀត។ – ដូចជារលក . ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ចូរយើងចងចាំពីប្រវត្តិនៃការសិក្សាអំពីធម្មជាតិនៃពន្លឺ ឬជាភាពខុសគ្នាដែលមិនអាចផ្សះផ្សាបានរវាងញូតុន និង ហ៊ុយហ្គេន។ ញូតុនបានមើលពន្លឺដូចជាស្ទ្រីម ដុំសាច់, និង Huygens - របៀប រលក ចលនាដែលកើតឡើងនៅក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុកពិសេស - អេធើរ។

នៅឆ្នាំ 1900 លោក M. Planck ដែលបានរកឃើញផ្នែកដាច់ដោយឡែកនៃថាមពល (quanta) បានបំពេញបន្ថែមនូវគំនិតនៃ ពន្លឺដូចជាស្ទ្រីមនៃ quanta ឬ photons . ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ រួមជាមួយនឹងគំនិតនៃពន្លឺ យន្តការរលកនៃពន្លឺបានបន្តអភិវឌ្ឍនៅក្នុងស្នាដៃរបស់ Louis de Broglie និង E. Schrödinger ។ Louis de Broglie បានរកឃើញភាពស្រដៀងគ្នារវាងការរំញ័រនៃខ្សែ និងអាតូមដែលបញ្ចេញវិទ្យុសកម្ម។ អាតូមនៃធាតុនីមួយៗមានភាគល្អិតបឋម៖ ស្នូលធ្ងន់ និងអេឡិចត្រុងពន្លឺ។ ប្រព័ន្ធភាគល្អិតនេះមានឥរិយាបទដូចជាឧបករណ៍សូរស័ព្ទដែលផលិតរលកឈរ។ Louis de Broglie បានធ្វើការសន្មត់យ៉ាងដិតដល់នោះ។ អេឡិចត្រុងដែលផ្លាស់ទីស្មើគ្នា និង rectilinearly គឺជារលកនៃប្រវែងជាក់លាក់មួយ។ មុនពេលនេះ យើងបានទម្លាប់ធ្វើការកត់សំគាល់រួចហើយថា ពន្លឺក្នុងករណីខ្លះដើរតួជាភាគល្អិត ហើយនៅក្នុងខ្លះទៀតជារលក។ ទាក់ទងទៅនឹងអេឡិចត្រុង យើងបានទទួលស្គាល់វាជាភាគល្អិត (ម៉ាស់ និងបន្ទុករបស់វាត្រូវបានកំណត់)។ ហើយតាមពិតទៅ អេឡិចត្រុងមានឥរិយាបទដូចភាគល្អិត នៅពេលដែលវាផ្លាស់ទីក្នុងដែនអគ្គិសនី ឬម៉ាញេទិក។ វាក៏មានឥរិយាបទដូចរលកដែរ នៅពេលដែលវាបង្វែរ ឆ្លងកាត់គ្រីស្តាល់ ឬក្រឡឹង។

ការ​ពិសោធន៍​ការ​បង្វែរ

ដើម្បីបង្ហាញពីខ្លឹមសារនៃបាតុភូតនេះ ការពិសោធគំនិតជាមួយនឹងស្នាមពីរជាធម្មតាត្រូវបានអនុវត្ត។ នៅក្នុងការពិសោធន៍នេះ ធ្នឹមអេឡិចត្រុងដែលបញ្ចេញដោយប្រភពមួយ។ ស, ឆ្លងកាត់ចានដែលមានរន្ធពីរ ហើយបន្ទាប់មកប៉ះអេក្រង់។

ប្រសិនបើអេឡិចត្រុងជាភាគល្អិតបុរាណ ដូចជាគ្រាប់តូចៗ ចំនួនអេឡិចត្រុងដែលវាយលើអេក្រង់ដែលឆ្លងកាត់រន្ធទីមួយនឹងត្រូវបានតំណាងដោយខ្សែកោង INហើយតាមរយៈរន្ធទីពីរ - ខ្សែកោង ជាមួយ. ចំនួនសរុបនៃការចុចនឹងត្រូវបានបង្ហាញដោយខ្សែកោងសរុប ឃ.

តាមការពិត មានអ្វីខុសគ្នាទាំងស្រុងកើតឡើង។ ខ្សែកោង INនិង ជាមួយយើងនឹងទទួលបានតែនៅក្នុងករណីទាំងនោះនៅពេលដែលរន្ធមួយត្រូវបានបិទ។ ប្រសិនបើរន្ធទាំងពីរបើកក្នុងពេលតែមួយ ប្រព័ន្ធនៃ maxima និង minima នឹងបង្ហាញនៅលើអេក្រង់ ស្រដៀងទៅនឹងអ្វីដែលកើតឡើងសម្រាប់រលកពន្លឺ (កោង ក).

លក្ខណៈពិសេសនៃស្ថានភាព epistemological ដែលកំពុងលេចឡើងអាចត្រូវបានកំណត់ដូចខាងក្រោម។ នៅលើដៃមួយ វាបានប្រែក្លាយថាការពិតរូបវន្តគឺមួយ ពោលគឺមិនមានគម្លាតរវាងវាល និងរូបធាតុទេ៖ វាលគឺដូចជារូបធាតុ មានលក្ខណៈសម្បត្តិរាងកាយ ហើយភាគល្អិតនៃរូបធាតុដូចជាវាល មានលក្ខណៈសម្បត្តិរលក។ ម្យ៉ាងវិញទៀត វាបានប្រែក្លាយថាការពិតរូបវន្តតែមួយគឺទ្វេ។ តាមធម្មជាតិ បញ្ហាមួយបានកើតឡើង៖ របៀបដោះស្រាយភាពផ្ទុយគ្នានៃលក្ខណៈសម្បត្តិរលកនៃភាគល្អិតនៃវត្ថុមីក្រូ។ មិន​ត្រឹម​តែ​ខុស​គ្នា​នោះ​ទេ ប៉ុន្តែ​លក្ខណៈ​ផ្ទុយ​គ្នា​ត្រូវ​បាន​សន្មត​ថា​ជា microobject ដូច​គ្នា។

នៅឆ្នាំ 1925 Louis de Broglie (1875-1960) ត្រូវបានតែងតាំង គោលការណ៍ នេះបើយោងតាមដែល រាល់ភាគល្អិតនៃសម្ភារៈ ដោយមិនគិតពីធម្មជាតិរបស់វា គួរ ផ្គូផ្គងរលកដែលប្រវែងគឺបញ្ច្រាស គឺសមាមាត្រទៅនឹងសន្ទុះនៃភាគល្អិត៖ លីត្រ = h / ទំ , កន្លែងណា លីត្រ- រលក, h- ថេររបស់ Planck ស្មើនឹង 6.63 × 10 -34 J × វិ។ r- សន្ទុះនៃភាគល្អិត ស្មើនឹងផលិតផលនៃម៉ាសរបស់ភាគល្អិត និងល្បឿនរបស់វា ( r = ម× v) ដូច្នេះវាត្រូវបានរកឃើញ មិនត្រឹមតែ photons (ភាគល្អិតនៃពន្លឺ) ប៉ុណ្ណោះទេប៉ុន្តែក៏មានផ្សេងទៀតផងដែរ។ ភាគល្អិតសម្ភារៈដូចជា អេឡិចត្រុង ប្រូតុង នឺត្រុង ជាដើម។ លក្ខណៈសម្បត្តិទ្វេ . បាតុភូតនេះត្រូវបានគេហៅថា រលកភាគល្អិតទ្វេ . ដូច្នេះ នៅក្នុងការពិសោធន៍ខ្លះ ភាគល្អិតបឋមអាចមានឥរិយាបទដូចជាដុំសាច់ ហើយខ្លះទៀតដូចជារលក។ វាធ្វើតាមថាការសង្កេតលើវត្ថុតូចៗគឺមិនអាចទៅរួចទេដោយមិនគិតពីឥទ្ធិពលនៃឧបករណ៍និងឧបករណ៍វាស់។ នៅក្នុង macrocosm របស់យើង យើងមិនកត់សំគាល់ពីឥទ្ធិពលនៃឧបករណ៍សង្កេត និងវាស់ស្ទង់លើ macrobodies ដែលយើងសិក្សានោះទេ ព្រោះឥទ្ធិពលនេះគឺតូចខ្លាំងណាស់ ហើយអាចត្រូវបានគេមិនយកចិត្តទុកដាក់។ Macrodevices ណែនាំការរំខានចូលទៅក្នុង microworld ហើយមិនអាចជួយណែនាំការផ្លាស់ប្តូរទៅជា microobjects បានទេ។

ជាលទ្ធផលនៃភាពមិនស៊ីសង្វាក់គ្នានៃលក្ខណៈសម្បត្តិរាងកាយ និងរលកនៃភាគល្អិត អ្នករូបវិទ្យាជនជាតិដាណឺម៉ាក ន.ប (1885-1962) ត្រូវបានតែងតាំងនៅឆ្នាំ 1925 គោលការណ៍នៃការបំពេញបន្ថែម . ខ្លឹមសារនៃគោលការណ៍នេះមានដូចខាងក្រោម៖ លក្ខណៈពិសេសនៃរូបវិទ្យាអាតូមិកគឺ ទំនាក់ទំនងថ្មីរវាងបាតុភូតដែលបានសង្កេតឃើញនៅក្នុងការពិសោធន៍ផ្សេងៗគ្នា លក្ខខណ្ឌ។ ទិន្នន័យពិសោធន៍ដែលទទួលបានក្រោមលក្ខខណ្ឌបែបនេះគួរតែត្រូវបានចាត់ទុកថាជាការបន្ថែម ព្រោះវាតំណាងឱ្យ ព័ត៌មានសំខាន់ដូចគ្នាអំពីវត្ថុអាតូមិក និង, រួមគ្នាធ្វើឱ្យពួកគេអស់កម្លាំង។ អន្តរកម្មរវាងឧបករណ៍វាស់ និងវត្ថុរូបវន្តដែលកំពុងសិក្សាគឺ ផ្នែកសំខាន់មួយនៃបាតុភូតកង់ទិច . យើងឈានដល់ការសន្និដ្ឋានថាគោលការណ៍នៃការបំពេញបន្ថែមផ្តល់ឱ្យយើងនូវលក្ខណៈជាមូលដ្ឋាននៃការពិចារណាវត្ថុនៃ microworld ។

គោលការណ៍ជាមូលដ្ឋានបំផុតបន្ទាប់នៃមេកានិចកង់ទិចគឺ គោលការណ៍មិនប្រាកដប្រជា បង្កើតនៅឆ្នាំ ១៩២៧ Werner Heisenberg (១៩០១-១៩៧៦)។ ខ្លឹមសាររបស់វាគឺដូចខាងក្រោម។ វាមិនអាចទៅរួចទេក្នុងការកំណត់កូអរដោនេនៃ microparticle ក្នុងពេលដំណាលគ្នានិងជាមួយនឹងភាពត្រឹមត្រូវស្មើគ្នា និងសន្ទុះរបស់នាង . ភាពត្រឹមត្រូវនៃការវាស់វែងសំរបសំរួលអាស្រ័យលើភាពត្រឹមត្រូវនៃការវាស់វែងសន្ទុះនិងច្រាសមកវិញ; មិនអាចទៅរួច ទាំងពីរ វាស់បរិមាណទាំងនេះជាមួយនឹងភាពត្រឹមត្រូវណាមួយ; ភាពត្រឹមត្រូវនៃការវាស់វែងសំរបសំរួលកាន់តែច្រើន ( X) ភាពមិនប្រាកដប្រជាកាន់តែខ្លាំង ( r) និងផ្ទុយមកវិញ។ ផលិតផលនៃភាពមិនច្បាស់លាស់ក្នុងការវាស់វែងទីតាំង និងភាពមិនច្បាស់លាស់ក្នុងការវាស់វែងសន្ទុះត្រូវតែ "ធំជាង ឬស្មើ" ថេររបស់ Planck ( h), .

ព្រំដែនដែលបានកំណត់ដោយគោលការណ៍នេះ មិនអាចយកឈ្នះជាមូលដ្ឋានបានទេ ដោយការកែលម្អឧបករណ៍វាស់វែង និងនីតិវិធីវាស់វែង។ គោលការណ៍​មិន​ប្រាកដប្រជា​បាន​បង្ហាញ​ថា​ ការព្យាករណ៍នៃមេកានិចកង់ទិចគឺគ្រាន់តែជាប្រូបាប៊ីលីតេប៉ុណ្ណោះ។ ហើយ​មិន​ផ្តល់​ការ​ព្យាករ​ពិតប្រាកដ​ដែល​យើង​ត្រូវ​បាន​ទម្លាប់​ប្រើ​ក្នុង​មេកានិច​បុរាណ។ វាគឺជាភាពមិនប្រាកដប្រជានៃការទស្សន៍ទាយនៃមេកានិចកង់ទិច ដែលបានបង្ក និងបន្តបង្កឱ្យមានភាពចម្រូងចម្រាសក្នុងចំណោមអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រ។ មានសូម្បីតែការនិយាយអំពីការខ្វះខាតពេញលេញនៃភាពប្រាកដប្រជានៅក្នុងមេកានិចកង់ទិច ពោលគឺអំពីវា។ indeterminism ។ អ្នកតំណាងនៃរូបវិទ្យាបុរាណត្រូវបានគេជឿជាក់ថា នៅពេលដែលវិទ្យាសាស្ត្រ និងបច្ចេកវិជ្ជាវាស់វែងមានភាពប្រសើរឡើង ច្បាប់នៃមេកានិចកង់ទិចនឹងក្លាយទៅជាត្រឹមត្រូវ និងអាចទុកចិត្តបាន។ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រទាំងនេះជឿ ថាមិនមានដែនកំណត់ចំពោះភាពត្រឹមត្រូវនៃការវាស់វែង និងការព្យាករណ៍។

គោលការណ៍កំណត់ និងអនិច្ចកម្ម

ការកំណត់បែបបុរាណបានចាប់ផ្តើមជាមួយនឹងសេចក្តីថ្លែងការណ៍របស់ Laplace (សតវត្សទី 18): "ផ្តល់ឱ្យខ្ញុំនូវទិន្នន័យដំបូងនៃភាគល្អិតនៃពិភពលោកទាំងមូលហើយខ្ញុំនឹងព្យាករណ៍ដល់អ្នកអំពីអនាគតនៃពិភពលោកទាំងមូល" ។ ទម្រង់នៃភាពប្រាកដប្រជា និងការកំណត់ទុកជាមុននៃអ្វីគ្រប់យ៉ាងដែលមាននេះត្រូវបានគេហៅថា Laplace determinism ។

មនុស្សជាតិបានជឿជាយូរមកហើយលើការកំណត់ទុកជាមុនរបស់ព្រះ ហើយក្រោយមកនៅក្នុងការតភ្ជាប់ "ដែក" មូលហេតុ។ ទោះ​ជា​យ៉ាង​ណា​ក៏​ដោយ ក៏​គេ​មិន​គួរ​ព្រងើយ​កន្តើយ​ចំពោះ​ព្រះ​អង្គ​ដែរ។ កើតឡើង, ដែលរៀបចំរឿងដែលមិននឹកស្មានដល់ និងមិនទំនងសម្រាប់យើង។ នៅក្នុងរូបវិទ្យាអាតូម ភាពចៃដន្យបង្ហាញឱ្យឃើញយ៉ាងច្បាស់ជាពិសេស។ យើងគួរតែស៊ាំនឹងគំនិតដែលថាពិភពលោកមិនត្រូវបានរៀបចំតាមរបៀបលីនេអ៊ែរ និងមិនសាមញ្ញដូចដែលយើងចង់បាន។

គោលការណ៍កំណត់ នេះជាភស្តុតាងជាពិសេសនៅក្នុងមេកានិចបុរាណ។ ដូច្នេះ​ក្រោយ​មក​បង្រៀន​នោះ។ នេះបើយោងតាមទិន្នន័យដំបូង វាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីកំណត់ស្ថានភាពពេញលេញនៃប្រព័ន្ធមេកានិចនៅណាមួយ។ មិនថាអនាគតឆ្ងាយប៉ុណ្ណាទេ។ . តាមពិត នេះគ្រាន់តែជាភាពសាមញ្ញជាក់ស្តែងប៉ុណ្ណោះ។ ដូច្នេះ ទិន្នន័យដំបូងសូម្បីតែនៅក្នុងមេកានិចបុរាណក៏មិនអាចកំណត់បានយ៉ាងជាក់លាក់ដែរ។ . ទីមួយ តម្លៃពិតនៃទិន្នន័យដំបូងត្រូវបានគេស្គាល់ចំពោះយើងជាមួយនឹងមួយចំនួនប៉ុណ្ណោះ។ កម្រិតនៃប្រូបាប៊ីលីតេ . ក្នុងអំឡុងពេលចលនាប្រព័ន្ធមេកានិចនឹងត្រូវបានរងផលប៉ះពាល់ដោយ កងកម្លាំងចៃដន្យ, ដែលយើងមិនអាចទាយទុកជាមុនបាន។ . ទីពីរ បើទោះបីជាកម្លាំងទាំងនេះមានតិចតួចក៏ដោយ ឥទ្ធិពលរបស់វាអាចមានសារៈសំខាន់ខ្លាំងណាស់ក្នុងរយៈពេលយូរ។ ហើយ​យើង​ក៏​មិន​មាន​ការ​ធានា​ដែរ​ថា​ក្នុង​អំឡុង​ពេល​ដែល​យើង​មាន​បំណង​ទស្សន៍ទាយ​អនាគត​របស់​ប្រព័ន្ធ​នេះ​ ប្រព័ន្ធនឹងនៅដាច់ដោយឡែក . ទីបី កាលៈទេសៈទាំងបីនេះជាធម្មតាត្រូវបានគេមិនអើពើនៅក្នុងមេកានិចបុរាណ។ ឥទ្ធិពលនៃភាពចៃដន្យមិនគួរត្រូវបានព្រងើយកន្តើយឡើយ ព្រោះយូរៗទៅភាពមិនច្បាស់លាស់នៃលក្ខខណ្ឌដំបូងកើនឡើង និង ការព្យាករណ៍ក្លាយជាល្អឥតខ្ចោះ គ្មានន័យ .

ដូចដែលបទពិសោធន៍បានបង្ហាញ នៅក្នុងប្រព័ន្ធដែលកត្តាចៃដន្យដំណើរការ នៅពេលដែលការសង្កេតត្រូវបានធ្វើម្តងទៀតច្រើនដង គំរូជាក់លាក់អាចត្រូវបានរកឃើញ ដែលជាធម្មតាត្រូវបានគេហៅថា ស្ថិតិ (ប្រូបាប៊ីលីស) . ប្រសិនបើប្រព័ន្ធមានឥទ្ធិពលចៃដន្យជាច្រើន នោះលំនាំកំណត់ (ថាមវន្ត) ខ្លួនវាក្លាយជាអ្នកបម្រើនៃឱកាស។ និងខ្លួនគាត់ ឱកាសបង្កើតគំរូថ្មីមួយ – ស្ថិតិ . វាមិនអាចទៅរួចទេក្នុងការទាញយកភាពទៀងទាត់នៃស្ថិតិពីភាពទៀងទាត់ថាមវន្ត។ នៅក្នុងប្រព័ន្ធដែលឱកាសចាប់ផ្តើមដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ ចាំបាច់ត្រូវធ្វើការសន្មត់អំពីលក្ខណៈស្ថិតិ (ប្រហែល)។ ដូច្នេះ យើងត្រូវតែទទួលយក "ការពិត" ថាឱកាសនោះមានសមត្ថភាពបង្កើតគំរូមិនអាក្រក់ជាងការកំណត់នោះទេ។

មេកានិចកង់ទិច ជាទ្រឹស្តីសំខាន់ ផ្អែកលើគំរូស្ថិតិ . ដូច្នេះជោគវាសនានៃ microparticle បុគ្គល, ប្រវត្តិសាស្រ្តរបស់វាអាចត្រូវបានតាមដានតែនៅក្នុងលក្ខខណ្ឌទូទៅខ្លាំងណាស់។ ភាគល្អិតអាចត្រូវបានធ្វើមូលដ្ឋានីយកម្មតែក្នុងលំហជាមួយនឹងកម្រិតជាក់លាក់នៃប្រូបាប៊ីលីតេ ហើយការធ្វើមូលដ្ឋានីយកម្មនេះនឹងកាន់តែយ៉ាប់យ៉ឺនតាមពេលវេលា នៅពេលដែលការធ្វើមូលដ្ឋានីយកម្មដំបូងបានត្រឹមត្រូវជាងមុន - នេះគឺជាផលវិបាកផ្ទាល់នៃទំនាក់ទំនងមិនច្បាស់លាស់។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ នេះមិនកាត់បន្ថយតម្លៃនៃមេកានិចកង់ទិចនោះទេ។ លក្ខណៈស្ថិតិនៃច្បាប់នៃមេកានិចកង់ទិចមិនគួរត្រូវបានចាត់ទុកថាជាភាពអន់ជាងរបស់វា ឬតម្រូវការក្នុងការស្វែងរកទ្រឹស្ដីកំណត់ទេ - ភាគច្រើនទំនងជាមិនមានទេ។

លក្ខណៈស្ថិតិនៃមេកានិចកង់ទិចមិនមានន័យថាវាខ្វះខាតនោះទេ។ បុព្វហេតុ . បុព្វហេតុនៅក្នុងមេកានិចកង់ទិច បានកំណត់ថាជា ទម្រង់ជាក់លាក់នៃការរៀបចំព្រឹត្តិការណ៍នៅក្នុងលំហ ហើយនៅក្នុងពេលវេលា និងរបៀបរៀបរយនេះកំណត់របស់វា។ ការដាក់កម្រិតលើព្រឹត្តិការណ៍ដែលហាក់ដូចជាមានភាពវឹកវរបំផុត។ .

នៅក្នុងទ្រឹស្តីស្ថិតិ បុព្វហេតុត្រូវបានបង្ហាញតាមពីរវិធី៖

• គំរូស្ថិតិខ្លួនឯងត្រូវបានបញ្ជាយ៉ាងតឹងរ៉ឹង;
• ភាគល្អិតបឋមនីមួយៗ (ព្រឹត្តិការណ៍) ត្រូវបានបញ្ជាតាមរបៀបដែលមួយក្នុងចំណោមពួកវាអាចប៉ះពាល់ដល់មួយទៀត លុះត្រាតែទីតាំងទាក់ទងរបស់ពួកគេនៅក្នុងលំហ និងពេលវេលាអនុញ្ញាតឱ្យវាធ្វើដោយមិនបំពានលើបុព្វហេតុ ពោលគឺ ក្បួនបញ្ជាភាគល្អិត។

បុព្វហេតុនៅក្នុងទ្រឹស្តី Quantum ត្រូវបានបង្ហាញដោយសមីការ E. Schrödinger ដ៏ល្បីល្បាញ . សមីការនេះពិពណ៌នាអំពីចលនានៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែន (ក្រុមកង់ទិច) ហើយតាមរបៀបដែលស្ថានភាពមុនក្នុងពេលវេលាកំណត់ស្ថានភាពជាបន្តបន្ទាប់របស់វា (ស្ថានភាពនៃអេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូមអ៊ីដ្រូសែន - កូអរដោនេ និងសន្ទុះរបស់វា)។

(psi) - មុខងាររលក; t- ពេលវេលា; - បង្កើនមុខងារតាមពេលវេលា h- ថេររបស់ Planck ( h= 6.63 × 10 -34 J × វិនាទី); ខ្ញុំគឺជាចំនួនពិតដែលបំពាន។

នៅក្នុងជីវិតប្រចាំថ្ងៃយើងហៅ ហេតុផល បាតុភូត​មួយ​ដែល​នាំ​ឲ្យ​មាន​បាតុភូត​មួយ​ផ្សេង​ទៀត។ បច្ច័យ​ក្រោយ​មក​ជា​ផល​នៃ​កម្ម​នៃ​ហេតុ​នោះ​ឯង លទ្ធផល . និយមន័យបែបនេះបានកើតចេញពីសកម្មភាពជាក់ស្តែងផ្ទាល់របស់មនុស្សដើម្បីផ្លាស់ប្តូរពិភពលោកជុំវិញពួកគេ ហើយបានសង្កត់ធ្ងន់លើធម្មជាតិនៃបុព្វហេតុ និងផលប៉ះពាល់នៃសកម្មភាពរបស់ពួកគេ។ និន្នាការទូទៅនៃវិទ្យាសាស្ត្រទំនើបគឺ កំណត់ការពឹងផ្អែកនៃបុព្វហេតុតាមរយៈច្បាប់។ ជាឧទាហរណ៍ អ្នកជំនាញខាងវិធីសាស្រ្ត និងទស្សនវិទូដ៏ល្បីល្បាញខាងវិទ្យាសាស្ត្រ និង R. Carnap ជឿថា "វានឹងកាន់តែមានផ្លែផ្កាក្នុងការជំនួសការពិភាក្សាអំពីអត្ថន័យនៃគំនិតនៃបុព្វហេតុ ជាមួយនឹងការសិក្សាអំពីប្រភេទផ្សេងៗនៃច្បាប់ដែលត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងវិទ្យាសាស្ត្រ។"

ចំពោះ​ការ​កំណត់​និង​ការ​កំណត់​មិន​កំណត់ វិទ្យាសាស្ត្រ​ទំនើប​រួម​បញ្ចូល​ភាព​ចាំបាច់ និង​ឱកាស។ ហេតុដូច្នេះហើយ ពិភពលោក និងព្រឹត្តិការណ៍នៅក្នុងនោះ មិនត្រូវបានកំណត់ទុកជាមុន ឬចៃដន្យសុទ្ធសាធ មិនកំណត់ដោយអ្វីទាំងអស់។ ការកំណត់បែប Laplacean បុរាណបានសង្កត់ធ្ងន់លើតួនាទីនៃភាពចាំបាច់ដោយការបដិសេធដោយចៃដន្យនៅក្នុងធម្មជាតិ ហើយដូច្នេះបានផ្តល់ទស្សនៈខុសឆ្គងនៃពិភពលោក។ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រសម័យទំនើបមួយចំនួន ដោយបានពង្រីកគោលការណ៍នៃភាពមិនច្បាស់លាស់នៅក្នុងមេកានិចកង់ទិចទៅផ្នែកផ្សេងទៀត បានប្រកាសពីភាពលេចធ្លោនៃភាពចៃដន្យ ដោយបដិសេធពីភាពចាំបាច់។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ មុខតំណែងដែលសមស្របបំផុតគឺត្រូវពិចារណាពីភាពចាំបាច់ និងឱកាសជាទិដ្ឋភាពដែលទាក់ទងគ្នា និងបំពេញបន្ថែមនៃការពិត។

សំណួរសម្រាប់ការគ្រប់គ្រងខ្លួនឯង

1. តើអ្វីជាគោលគំនិតជាមូលដ្ឋានសម្រាប់ការពិពណ៌នាអំពីធម្មជាតិ?
2. ដាក់ឈ្មោះគោលការណ៍រូបវន្តសម្រាប់ពិពណ៌នាអំពីធម្មជាតិ។
3. តើរូបរាងកាយនៃពិភពលោកគឺជាអ្វី? ផ្តល់គំនិតទូទៅរបស់វា និងដាក់ឈ្មោះប្រភេទប្រវត្តិសាស្ត្រសំខាន់ៗរបស់វា។
4. តើអ្វីជាសកលនៃច្បាប់រូបវន្ត?
5. តើអ្វីជាភាពខុសគ្នារវាងមេកានិចកង់ទិច និងបុរាណ?
6. តើអ្វីជាសេចក្តីសន្និដ្ឋានសំខាន់នៃទ្រឹស្តីពិសេស និងទូទៅនៃទំនាក់ទំនង?
7. ដាក់ឈ្មោះគោលការណ៍ជាមូលដ្ឋាននៃរូបវិទ្យាទំនើប ហើយពង្រីកដោយសង្ខេបអំពីពួកគេ។

1. Andreev E.P. អវកាសមីក្រូវើល។ M., Nauka, 1969 ។
2. Gardner M. Theory of relativity for millions. M. , Atomizdat, ឆ្នាំ 1967 ។
3. Heisenberg V. គោលការណ៍រូបវិទ្យានៃទ្រឹស្ដីកង់ទិច។ L.-M., 1932 ។
4. Jammer M. ការវិវត្តន៍នៃគំនិតនៃមេកានិចកង់ទិច។ M. , Mir, 1985 ។
5. Dirac P. គោលការណ៍នៃមេកានិចកង់ទិច។ M. , ឆ្នាំ 1960 ។
6. Dubnischeva T.Ya. គំនិតនៃវិទ្យាសាស្ត្រធម្មជាតិទំនើប។ Novosibirsk, ឆ្នាំ ១៩៩៧។ ឈ្មោះសិក្ខាសាលា ចំណារពន្យល់

   បទបង្ហាញ

   ចំណងជើងបទបង្ហាញ	ចំណារពន្យល់

   អ្នកបង្រៀន

   ឈ្មោះគ្រូ	ចំណារពន្យល់

មេកានិច Quantum គឺជាទ្រឹស្ដីរូបវិទ្យាជាមូលដ្ឋានដែលនៅក្នុងការពិពណ៌នាអំពីវត្ថុមីក្រូទស្សន៍ ពង្រីក ចម្រាញ់ និងរួមបញ្ចូលគ្នានូវលទ្ធផលនៃមេកានិចបុរាណ និងអេឡិចត្រូឌីណាមិកបុរាណ។ ទ្រឹស្ដីនេះគឺជាមូលដ្ឋានសម្រាប់ផ្នែកជាច្រើននៃរូបវិទ្យា និងគីមីវិទ្យា រួមទាំងរូបវិទ្យារដ្ឋរឹង គីមីវិទ្យា quantum និងរូបវិទ្យាភាគល្អិត។ ពាក្យ "quantum" (ពីឡាតាំង Quantum - "ប៉ុន្មាន") ត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងផ្នែកដាច់ដោយឡែកដែលទ្រឹស្ដីកំណត់ទៅបរិមាណរូបវន្តមួយចំនួន ឧទាហរណ៍ ថាមពលអាតូមិច។

មេកានិក គឺជាវិទ្យាសាស្ត្រដែលពិពណ៌នាអំពីចលនារបស់រាងកាយ និងទាក់ទងបរិមាណរាងកាយ ដូចជាថាមពល ឬសន្ទុះ។ វាផ្តល់នូវលទ្ធផលត្រឹមត្រូវ និងអាចទុកចិត្តបានសម្រាប់បាតុភូតជាច្រើន។ នេះអនុវត្តចំពោះបាតុភូតខ្នាតមីក្រូទស្សន៍ទាំងពីរ (នៅទីនេះ មេកានិចបុរាណមិនអាចពន្យល់បានសូម្បីតែអត្ថិភាពនៃអាតូមដែលមានស្ថេរភាព) និងបាតុភូតម៉ាក្រូស្កូបមួយចំនួនដូចជា ភាពធន់ខ្ពស់ ភាពលើសលប់ ឬវិទ្យុសកម្មរាងកាយខ្មៅ។ ក្នុងកំឡុងសតវត្សដែលមេកានិចកង់ទិចមាននៅជុំវិញ ការព្យាករណ៍របស់វាមិនដែលត្រូវបានជំទាស់ដោយការពិសោធន៍ទេ។ មេកានិច Quantum ពន្យល់យ៉ាងហោចណាស់បីប្រភេទនៃបាតុភូតដែលមេកានិចបុរាណ និងអេឡិចត្រូឌីណាមិកបុរាណមិនអាចពិពណ៌នាបាន៖

1) បរិមាណនៃបរិមាណរាងកាយមួយចំនួន;

2) រលកភាគល្អិតទ្វេ;

3) អត្ថិភាពនៃរដ្ឋ quantum ចម្រុះ។

មេកានិច Quantum អាច​ត្រូវ​បាន​បង្កើត​ជា​ទ្រឹស្ដី​ទាក់ទង​គ្នា ឬ​មិន​ទាក់ទង​នឹង​ទ្រឹស្ដី។ ទោះបីជាមេកានិចកង់ទិចដែលទាក់ទងគ្នាគឺជាទ្រឹស្ដីជាមូលដ្ឋានបំផុតក៏ដោយ មេកានិចកង់ទិចដែលមិនទាក់ទងគ្នាក៏ត្រូវបានគេប្រើជាញឹកញាប់សម្រាប់ភាពងាយស្រួលផងដែរ។

មូលដ្ឋានទ្រឹស្តីនៃមេកានិចកង់ទិច

រូបមន្តផ្សេងៗនៃមេកានិចកង់ទិច

រូបមន្តទីមួយនៃមេកានិចកង់ទិចគឺ "មេកានិចរលក" ដែលស្នើឡើងដោយ Erwin Schrödinger។ នៅក្នុងគំនិតនេះ ស្ថានភាពនៃប្រព័ន្ធដែលកំពុងសិក្សាត្រូវបានកំណត់ដោយ "មុខងាររលក" ដែលឆ្លុះបញ្ចាំងពីការចែកចាយប្រូបាប៊ីលីតេនៃបរិមាណរូបវន្តដែលបានវាស់វែងទាំងអស់នៃប្រព័ន្ធ។ ដូចជាថាមពល កូអរដោនេ សន្ទុះ ឬសន្ទុះមុំ។ អនុគមន៍​រលក (តាម​ទស្សនៈ​គណិតវិទ្យា) គឺជា​មុខងារ​រួម​បួនជ្រុង​ដ៏ស្មុគស្មាញ​នៃ​កូអរដោណេ និង​ពេលវេលា​របស់​ប្រព័ន្ធ។

នៅក្នុង quantum mechanics បរិមាណរូបវន្តមិនត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងតម្លៃលេខជាក់លាក់ទេ។ ម៉្យាងទៀតការសន្មត់ត្រូវបានធ្វើឡើងអំពីការបែងចែកប្រូបាប៊ីលីតេនៃតម្លៃនៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រដែលបានវាស់។ តាមក្បួនមួយប្រូបាប៊ីលីតេទាំងនេះនឹងអាស្រ័យលើប្រភេទនៃវ៉ិចទ័ររដ្ឋនៅពេលនៃការវាស់វែង។ ទោះបីជាដើម្បីឱ្យមានភាពច្បាស់លាស់ជាងនេះ តម្លៃជាក់លាក់នីមួយៗនៃបរិមាណដែលបានវាស់វែងត្រូវគ្នាទៅនឹងវ៉ិចទ័ររដ្ឋជាក់លាក់មួយ ដែលត្រូវបានគេស្គាល់ថាជា "eigenstate" នៃបរិមាណដែលបានវាស់។

ចូរយើងយកឧទាហរណ៍ជាក់លាក់មួយ។ ចូរយើងស្រមៃមើលភាគល្អិតដោយឥតគិតថ្លៃ។ វ៉ិចទ័ររដ្ឋរបស់វាគឺបំពាន។ ភារកិច្ចរបស់យើងគឺដើម្បីកំណត់កូអរដោនេនៃភាគល្អិត។ eigenstate នៃកូអរដោណេនៃភាគល្អិតនៅក្នុងលំហ គឺជាវ៉ិចទ័ររបស់រដ្ឋ បទដ្ឋាននៅចំណុចជាក់លាក់មួយ x គឺធំណាស់ ខណៈពេលដែលកន្លែងផ្សេងទៀតក្នុងលំហគឺសូន្យ។ ប្រសិនបើឥឡូវនេះយើងធ្វើការវាស់វែង នោះជាមួយនឹងប្រូបាប៊ីលីតេមួយរយភាគរយ យើងនឹងទទួលបានតម្លៃនៃ x ។

ពេលខ្លះប្រព័ន្ធដែលយើងចាប់អារម្មណ៍មិនស្ថិតនៅក្នុងស្ថានភាពរបស់វាផ្ទាល់ ឬបរិមាណរូបវន្តដែលយើងកំពុងវាស់នោះទេ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ប្រសិនបើយើងព្យាយាមធ្វើការវាស់វែង នោះមុខងាររលកនឹងក្លាយទៅជា eigenstate នៃបរិមាណដែលកំពុងវាស់វែង។ ដំណើរការនេះត្រូវបានគេហៅថាការដួលរលំមុខងាររលក។ ប្រសិនបើយើងដឹងពីមុខងាររលកនៅពេលនេះមុនការវាស់វែង យើងអាចគណនាប្រូបាប៊ីលីតេនៃការដួលរលំទៅក្នុង eigenstates នីមួយៗដែលអាចធ្វើទៅបាន។ ជាឧទាហរណ៍ ភាគល្អិតឥតគិតថ្លៃនៅក្នុងឧទាហរណ៍មុនរបស់យើងសម្រាប់ការវាស់វែងនឹងមានមុខងាររលក គឺជាកញ្ចប់រលកដែលស្ថិតនៅចំកណ្តាលចំនុច x0 ហើយមិនមែនជា eigenstate នៃកូអរដោណេនោះទេ។ នៅពេលដែលយើងចាប់ផ្តើមវាស់កូអរដោណេនៃភាគល្អិតមួយ វាមិនអាចទៅរួចទេក្នុងការទស្សន៍ទាយលទ្ធផលដែលយើងនឹងទទួលបាន។ វាទំនងជា ប៉ុន្តែមិនប្រាកដទេថាវានឹងនៅជិត x0 ដែលទំហំនៃមុខងាររលកមានទំហំធំ។ បន្ទាប់ពីការវាស់វែង នៅពេលដែលយើងទទួលបានលទ្ធផលមួយចំនួន x មុខងាររលកនឹងដួលរលំទៅជាទីតាំងមួយដែលមាន eigenstate ប្រមូលផ្តុំយ៉ាងជាក់លាក់នៅ x ។

វ៉ិចទ័ររដ្ឋគឺជាមុខងារនៃពេលវេលា។ ψ = ψ (t) សមីការ Schrödinger កំណត់ការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងវ៉ិចទ័ររដ្ឋតាមពេលវេលា។

វ៉ិចទ័ររដ្ឋមួយចំនួននាំឱ្យមានការចែកចាយប្រូបាប៊ីលីតេដែលថេរតាមពេលវេលា។ ប្រព័ន្ធជាច្រើនដែលត្រូវបានគេចាត់ទុកថាថាមវន្តនៅក្នុងមេកានិចបុរាណត្រូវបានពិពណ៌នាដោយមុខងារ "ឋិតិវន្ត" បែបនេះ។ ជាឧទាហរណ៍ អេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូមដែលមិនគួរឱ្យរំភើបនៅក្នុងរូបវិទ្យាបុរាណត្រូវបានបង្ហាញថាជាភាគល្អិតដែលផ្លាស់ទីក្នុងផ្លូវរាងជារង្វង់ជុំវិញស្នូលនៃអាតូម ខណៈដែលនៅក្នុងមេកានិចកង់ទិច វាឋិតិវន្ត ដែលជាពពកប្រូបាបស៊ីមេទ្រីស្វ៊ែរជុំវិញស្នូល។

ការវិវត្តន៍នៃវ៉ិចទ័ររបស់រដ្ឋតាមពេលវេលាកំណត់ក្នុងន័យថា ដោយផ្តល់វ៉ិចទ័ររដ្ឋជាក់លាក់មួយនៅពេលដំបូង មនុស្សម្នាក់អាចធ្វើការទស្សន៍ទាយបានត្រឹមត្រូវអំពីអ្វីដែលវានឹងកើតឡើងនៅពេលផ្សេងទៀត។ ក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការរង្វាស់ ការផ្លាស់ប្តូរក្នុងការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធនៃវ៉ិចទ័ររដ្ឋគឺប្រូបាប៊ីលីតេ និងមិនមែនជាការកំណត់ទេ។ ធម្មជាតិប្រហែលនៃមេកានិចកង់ទិច បង្ហាញយ៉ាងជាក់លាក់នៅក្នុងដំណើរការនៃការវាស់វែង។

មានការបកស្រាយជាច្រើននៃមេកានិចកង់ទិច ដែលណែនាំគំនិតថ្មីទៅក្នុងសកម្មភាពនៃការវាស់វែងនៅក្នុងមេកានិចកង់ទិច។ ការបកស្រាយសំខាន់នៃមេកានិចកង់ទិច ដែលត្រូវបានទទួលយកជាទូទៅនាពេលបច្ចុប្បន្ននេះគឺជាការបកស្រាយប្រូបាប៊ីលីតេ។

មូលដ្ឋានគ្រឹះរូបវិទ្យានៃមេកានិចកង់ទិច

គោលការណ៍នៃភាពមិនប្រាកដប្រជា ដែលចែងថាមានឧបសគ្គជាមូលដ្ឋានក្នុងការវាស់វែងយ៉ាងត្រឹមត្រូវនូវប៉ារ៉ាម៉ែត្រពីរឬច្រើននៃប្រព័ន្ធមួយក្នុងពេលដំណាលគ្នាជាមួយនឹងភាពមិនច្បាស់លាស់តាមអំពើចិត្ត។ នៅក្នុងឧទាហរណ៍ជាមួយភាគល្អិតឥតគិតថ្លៃ នេះមានន័យថាវាមិនអាចជាមូលដ្ឋានក្នុងការស្វែងរកមុខងាររលកដែលនឹងជា eigenstate នៃសន្ទុះ និងកូអរដោណេក្នុងពេលតែមួយ។ ពីនេះវាដូចខាងក្រោមដែលកូអរដោនេនិងសន្ទុះមិនអាចត្រូវបានកំណត់ក្នុងពេលដំណាលគ្នាជាមួយនឹងកំហុសតាមអំពើចិត្ត។ នៅពេលដែលភាពត្រឹមត្រូវនៃការវាស់វែងសំរបសំរួលកើនឡើង ភាពត្រឹមត្រូវអតិបរមានៃការវាស់ស្ទង់កម្លាំងថយចុះ និងច្រាសមកវិញ។ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រទាំងនោះដែលសេចក្តីថ្លែងការណ៍នេះគឺពិតត្រូវបានគេហៅថា canonically conjugate នៅក្នុងរូបវិទ្យាបុរាណ។

មូលដ្ឋានពិសោធន៍នៃមេកានិចកង់ទិច

មានការពិសោធន៍ដែលមិនអាចពន្យល់បានដោយគ្មានការប្រើប្រាស់មេកានិចកង់ទិច។ ប្រភេទទីមួយនៃឥទ្ធិពល quantum គឺ quantization នៃបរិមាណរាងកាយជាក់លាក់។ ប្រសិនបើយើងធ្វើមូលដ្ឋានីយកម្មភាគល្អិតឥតគិតថ្លៃពីឧទាហរណ៍ដែលបានពិចារណាខាងលើនៅក្នុងអណ្តូងសក្តានុពលរាងចតុកោណ - តំបន់ប្រូតូទំហំ L ដែលចងនៅលើភាគីទាំងពីរដោយរបាំងសក្តានុពលខ្ពស់គ្មានកំណត់ នោះវាប្រែថាសន្ទុះនៃភាគល្អិតអាចត្រឹមតែ មានតម្លៃដាច់ដោយឡែកជាក់លាក់ ដែល h គឺជាចំនួនថេររបស់ Planck ហើយ n គឺជាលេខធម្មជាតិតាមអំពើចិត្ត។ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រ​ដែល​អាច​ទទួល​បាន​តែ​តម្លៃ​ដាច់​ដោយ​ឡែក​ត្រូវ​បាន​គេ​និយាយ​ថា​ត្រូវ​បាន​កំណត់​បរិមាណ។ ឧទាហរណ៏នៃប៉ារ៉ាម៉ែត្របរិមាណក៏ជាសន្ទុះមុំ ថាមពលសរុបនៃប្រព័ន្ធដែលមានកម្រិតតាមលំហ ក៏ដូចជាថាមពលនៃវិទ្យុសកម្មអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចនៃប្រេកង់ជាក់លាក់មួយ។

ឥទ្ធិពល Quantum មួយទៀតគឺរលកភាគល្អិតទ្វេ។ វាអាចត្រូវបានបង្ហាញថានៅក្រោមលក្ខខណ្ឌពិសោធន៍មួយចំនួន វត្ថុមីក្រូទស្សន៍ ដូចជាអាតូម ឬអេឡិចត្រុង ទទួលបានលក្ខណៈសម្បត្តិនៃភាគល្អិត (ពោលគឺពួកវាអាចត្រូវបានធ្វើមូលដ្ឋានីយកម្មនៅក្នុងតំបន់ជាក់លាក់នៃលំហ)។ នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌផ្សេងទៀត វត្ថុដូចគ្នាទទួលបានលក្ខណៈសម្បត្តិនៃរលក និងផលប៉ះពាល់ដូចជាការជ្រៀតជ្រែក។

ឥទ្ធិពល quantum បន្ទាប់គឺឥទ្ធិពលនៃ quantum states ដែលជាប់ពាក់ព័ន្ធ។ ក្នុងករណីខ្លះ វ៉ិចទ័ររដ្ឋនៃប្រព័ន្ធនៃភាគល្អិតជាច្រើនមិនអាចតំណាងថាជាផលបូកនៃមុខងាររលកនីមួយៗដែលត្រូវគ្នាទៅនឹងភាគល្អិតនីមួយៗនោះទេ។ ក្នុងករណីនេះរដ្ឋនៃភាគល្អិតត្រូវបានគេនិយាយថាត្រូវបានជាប់គាំង។ ហើយបន្ទាប់មកការវាស់វែងដែលត្រូវបានអនុវត្តសម្រាប់តែភាគល្អិតមួយនឹងនាំឱ្យមានការដួលរលំនៃមុខងាររលកទាំងមូលនៃប្រព័ន្ធ i.e. ការវាស់វែងបែបនេះនឹងមានឥទ្ធិពលភ្លាមៗទៅលើមុខងាររលកនៃភាគល្អិតផ្សេងទៀតនៅក្នុងប្រព័ន្ធ ទោះបីជាពួកវាមួយចំនួនស្ថិតនៅចម្ងាយដ៏សន្ធឹកសន្ធាប់ក៏ដោយ។ (នេះមិនផ្ទុយនឹងទ្រឹស្ដីពិសេសនៃការទាក់ទងគ្នានោះទេ ចាប់តាំងពីការផ្ទេរព័ត៌មានពីចម្ងាយគឺមិនអាចទៅរួចទេតាមវិធីនេះ។ )

ឧបករណ៍គណិតវិទ្យានៃមេកានិចកង់ទិច

នៅក្នុងគណិតវិទ្យាដ៏តឹងរឹងនៃមេកានិចកង់ទិច ដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយ Paul Dirac និង John von Neumann ស្ថានភាពដែលអាចកើតមាននៃប្រព័ន្ធមេកានិចកង់ទិចត្រូវបានតំណាងដោយវ៉ិចទ័ររបស់រដ្ឋនៅក្នុងលំហ Hilbert ដែលអាចបំបែកបានដ៏ស្មុគស្មាញមួយ។ ការវិវត្តន៍នៃរដ្ឋ Quantum ត្រូវបានពិពណ៌នាដោយសមីការ Schrödinger ដែលប្រតិបត្តិករ Hamilton ឬ Hamiltonian ដែលត្រូវនឹងថាមពលសរុបនៃប្រព័ន្ធកំណត់ការវិវត្តរបស់វាទាន់ពេលវេលា។

ប៉ារ៉ាម៉ែត្រអថេរនីមួយៗនៃប្រព័ន្ធត្រូវបានតំណាងដោយប្រតិបត្តិករ Hermitian នៅក្នុងចន្លោះរដ្ឋ។ eigenstate នីមួយៗនៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រវាស់វែងត្រូវគ្នាទៅនឹង eigenvector របស់ប្រតិបត្តិករ ហើយតម្លៃ eigenstate ដែលត្រូវគ្នាគឺស្មើនឹងតម្លៃនៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រដែលបានវាស់នៅក្នុង eigenstate នោះ។ ក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការរង្វាស់ ប្រូបាប៊ីលីតេនៃប្រព័ន្ធផ្លាស់ប្តូរទៅ eigenstates មួយរបស់វាត្រូវបានកំណត់ជាការ៉េនៃផលិតផលមាត្រដ្ឋាននៃវ៉ិចទ័រ eigenstate និងវ៉ិចទ័ររដ្ឋមុនពេលការវាស់វែង។ លទ្ធផលដែលអាចកើតមាននៃការវាស់វែងគឺជា eigenvalues ​​របស់ប្រតិបត្តិករ ពន្យល់ពីជម្រើសនៃប្រតិបត្តិករ Hermitian ដែល eigenvalues ​​ទាំងអស់គឺជាចំនួនពិត។ ការចែកចាយប្រូបាប៊ីលីតេនៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រដែលបានវាស់វែងអាចទទួលបានដោយការគណនាការរលាយនៃវិសាលគមនៃប្រតិបត្តិករដែលត្រូវគ្នា (នៅទីនេះវិសាលគមរបស់ប្រតិបត្តិករគឺជាផលបូកនៃតម្លៃដែលអាចធ្វើបានទាំងអស់នៃបរិមាណរូបវន្តដែលត្រូវគ្នា) ។ គោលការណ៍នៃភាពមិនច្បាស់លាស់របស់ Heisenberg ត្រូវគ្នាទៅនឹងការពិតដែលថាប្រតិបត្តិករនៃបរិមាណរូបវន្តដែលត្រូវគ្នាមិនធ្វើដំណើរជាមួយគ្នា។ ព័ត៌មានលម្អិតនៃបរិធានគណិតវិទ្យាត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងអត្ថបទពិសេសមួយ បរិធានគណិតវិទ្យានៃមេកានិចកង់ទិច។

ដំណោះស្រាយវិភាគចំពោះសមីការ Schrödinger មានសម្រាប់ Hamiltonians មួយចំនួនតូច ឧទាហរណ៍ សម្រាប់លំយោលអាម៉ូនិក ដែលជាគំរូនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែន។ សូម្បីតែអាតូមអេលីយ៉ូម ដែលខុសពីអាតូមអ៊ីដ្រូសែនដោយអេឡិចត្រុងមួយ ក៏មិនមានដំណោះស្រាយវិភាគទាំងស្រុងចំពោះសមីការ Schrödinger ដែរ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ មានវិធីសាស្រ្តមួយចំនួនសម្រាប់ដោះស្រាយសមីការទាំងនេះប្រហែល។ ឧទាហរណ៍ វិធីសាស្រ្តទ្រឹស្តីនៃការរំខាន ដែលលទ្ធផលនៃការវិភាគនៃការដោះស្រាយគំរូមេកានិចកង់ទិចសាមញ្ញត្រូវបានប្រើដើម្បីទទួលបានដំណោះស្រាយសម្រាប់ប្រព័ន្ធស្មុគ្រស្មាញដោយបន្ថែម "ការរំខាន" ជាក់លាក់ក្នុងទម្រង់ជាឧទាហរណ៍ ថាមពលសក្តានុពល។ វិធីសាស្រ្តមួយទៀត "សមីការ Squasi-បុរាណនៃចលនា" ត្រូវបានអនុវត្តចំពោះប្រព័ន្ធដែលមេកានិចកង់ទិចបង្កើតបានតែគម្លាតខ្សោយពីអាកប្បកិរិយាបុរាណប៉ុណ្ណោះ។ គម្លាតបែបនេះអាចត្រូវបានគណនាដោយប្រើវិធីសាស្ត្ររូបវិទ្យាបុរាណ។ វិធីសាស្រ្តនេះគឺមានសារៈសំខាន់នៅក្នុងទ្រឹស្តីនៃភាពវឹកវរ Quantum ដែលត្រូវបានអភិវឌ្ឍយ៉ាងឆាប់រហ័សនាពេលថ្មីៗនេះ។

អន្តរកម្មជាមួយទ្រឹស្តីផ្សេងទៀត។

គោលការណ៍ជាមូលដ្ឋាននៃមេកានិចកង់ទិចគឺអរូបីណាស់។ ពួកគេអះអាងថាលំហរដ្ឋនៃប្រព័ន្ធគឺ Hilbert ហើយបរិមាណរូបវន្តត្រូវគ្នាទៅនឹងប្រតិបត្តិករ Hermitian ដែលដើរតួក្នុងលំហនេះ ប៉ុន្តែមិនបានបញ្ជាក់ជាក់លាក់ថាវាជាប្រភេទ Hilbert space និងប្រភេទប្រតិបត្តិករប្រភេទណានោះទេ។ ពួកគេត្រូវតែត្រូវបានជ្រើសរើសឱ្យសមស្រប ដើម្បីទទួលបានការពិពណ៌នាបរិមាណនៃប្រព័ន្ធ quantum ។ មគ្គុទ្ទេសក៍សំខាន់មួយនៅទីនេះគឺគោលការណ៍ឆ្លើយឆ្លង ដែលចែងថាឥទ្ធិពលមេកានិចកង់ទិចឈប់សំខាន់ ហើយប្រព័ន្ធទទួលបានលក្ខណៈពិសេសបុរាណនៅពេលដែលទំហំរបស់វាកើនឡើង។ ដែនកំណត់ "ប្រព័ន្ធធំ" នេះត្រូវបានគេហៅថាជាដែនកំណត់បុរាណ ឬអនុលោមភាពផងដែរ។ ម៉្យាងទៀតគេអាចចាប់ផ្តើមដោយពិចារណាលើគំរូបុរាណនៃប្រព័ន្ធមួយ ហើយបន្ទាប់មកព្យាយាមយល់ថាគំរូកង់ទិចមួយណាដែលត្រូវនឹងគំរូបុរាណមួយណាដែលនៅក្រៅដែនកំណត់ដែលត្រូវគ្នា។

នៅពេលដែលមេកានិចកង់ទិចត្រូវបានបង្កើតជាលើកដំបូង វាត្រូវបានអនុវត្តចំពោះគំរូដែលត្រូវគ្នានឹងគំរូបុរាណនៃមេកានិចមិនទាក់ទងគ្នា។ ជាឧទាហរណ៍ គំរូលំយោលអាម៉ូនិកដែលល្បីឈ្មោះប្រើការពិពណ៌នាមិនទាក់ទងគ្នាដោយស្មោះត្រង់នៃថាមពល kinetic របស់លំយោល ដូចជាគំរូកង់ទិចដែលត្រូវគ្នា។

ការប៉ុនប៉ងដំបូងដើម្បីភ្ជាប់មេកានិកកង់ទិចជាមួយនឹងទ្រឹស្ដីពិសេសនៃការពឹងផ្អែកបាននាំទៅដល់ការជំនួសសមីការ Schrödinger ជាមួយនឹងសមីការ Dirac ។ ទ្រឹស្ដីទាំងនេះទទួលបានជោគជ័យក្នុងការពន្យល់ពីលទ្ធផលពិសោធន៍ជាច្រើន ប៉ុន្តែមិនអើពើនឹងការពិតដូចជាការបង្កើតទំនាក់ទំនង និងការបំផ្លាញភាគល្អិតបឋម។ ទ្រឹស្ដី Quantum relativistic ពេញលេញទាមទារឱ្យមានការអភិវឌ្ឍន៍នៃទ្រឹស្តីវាលកង់ទិច ដែលនឹងអនុវត្តគោលគំនិតនៃបរិមាណទៅវាលមួយ ជាជាងនៅក្នុងបញ្ជីថេរនៃភាគល្អិត។ ទ្រឹស្ដី Quantum Field ដែលត្រូវបានបញ្ចប់ជាលើកដំបូង អេឡិចត្រូឌីណាមិច Quantum ផ្តល់នូវការពិពណ៌នាអំពីបរិមាណពេញលេញនៃដំណើរការនៃអន្តរកម្មអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច។

បរិធានពេញលេញនៃទ្រឹស្ដី quantum field ច្រើនតែហួសហេតុសម្រាប់ការពិពណ៌នាអំពីប្រព័ន្ធអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច។ វិធីសាស្រ្តសាមញ្ញមួយ ដែលយកចេញពីមេកានិចកង់ទិច បង្ហាញថា ភាគល្អិតដែលមានបន្ទុកគឺជាវត្ថុមេកានិចកង់ទិចនៅក្នុងវាលអេឡិចត្រូម៉ាញេទិកបុរាណ។ ឧទាហរណ៍ គំរូ quantum បឋមនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែន ពិពណ៌នាអំពីវាលអេឡិចត្រូនៃអាតូមដោយប្រើសក្តានុពល Coulomb បុរាណ (ឧទាហរណ៍ សមាមាត្របញ្ច្រាសទៅនឹងចម្ងាយ) ។ វិធីសាស្រ្ត "pseudoclassical" នេះមិនដំណើរការទេ ប្រសិនបើការប្រែប្រួលបរិមាណនៃវាលអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច ដូចជាការបំភាយហ្វូតុងដោយភាគល្អិតដែលមានបន្ទុក ចាប់ផ្តើមដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់។

ទ្រឹស្ដី Quantum field សម្រាប់អន្តរកម្មនុយក្លេអ៊ែរខ្លាំង និងខ្សោយក៏ត្រូវបានបង្កើតឡើងផងដែរ។ ទ្រឹស្ដី Quantum field សម្រាប់អន្តរកម្មខ្លាំងត្រូវបានគេហៅថា quantum chromodynamics ហើយពិពណ៌នាអំពីអន្តរកម្មនៃភាគល្អិត subnuclear - quarks និង gluons ។ កម្លាំងនុយក្លេអ៊ែរ និងអេឡិចត្រូម៉ាញេទិចខ្សោយត្រូវបានបញ្ចូលគ្នាក្នុងទម្រង់ជាកង់ទិចរបស់ពួកគេទៅជាទ្រឹស្តីវាលកង់ទិចតែមួយហៅថា ទ្រឹស្តីកម្លាំងអគ្គិសនី។

វាមិនទាន់អាចបង្កើតគំរូ quantum នៃទំនាញផែនដី ដែលជាកម្លាំងមូលដ្ឋានចុងក្រោយបាននៅឡើយ។ ការប៉ាន់ប្រមាណ Pseudoclassical ដំណើរការ ហើយថែមទាំងផ្តល់នូវផលប៉ះពាល់មួយចំនួនដូចជា វិទ្យុសកម្ម Hawking ជាដើម។ ប៉ុន្តែការបង្កើតទ្រឹស្តីពេញលេញនៃទំនាញកង់ទិចមានភាពស្មុគស្មាញដោយសារភាពផ្ទុយគ្នាដែលមានស្រាប់រវាងទំនាក់ទំនងទូទៅ ទ្រឹស្តីទំនាញត្រឹមត្រូវបំផុតដែលគេស្គាល់សព្វថ្ងៃនេះ និងគោលការណ៍ជាមូលដ្ឋានមួយចំនួននៃទ្រឹស្ដីកង់ទិច។ ចំនុចប្រសព្វនៃភាពផ្ទុយគ្នាទាំងនេះគឺជាតំបន់នៃការស្រាវជ្រាវវិទ្យាសាស្ត្រសកម្ម ហើយទ្រឹស្ដីដូចជាទ្រឹស្ដីខ្សែគឺជាបេក្ខភាពដែលអាចទៅរួចសម្រាប់ទ្រឹស្តីអនាគតនៃទំនាញកង់ទិច។

ការអនុវត្តមេកានិចកង់ទិច

មេកានិច Quantum បានទទួលជោគជ័យយ៉ាងខ្លាំងក្នុងការពន្យល់អំពីបាតុភូតបរិស្ថានជាច្រើន។ ឥរិយាបថនៃភាគល្អិតមីក្រូទស្សន៍ដែលបង្កើតគ្រប់ទម្រង់នៃរូបធាតុ - អេឡិចត្រុង ប្រូតុង នឺត្រុង។ល។ - ជាញឹកញាប់អាចត្រូវបានពន្យល់យ៉ាងគាប់ចិត្តដោយវិធីសាស្រ្តនៃមេកានិចកង់ទិច។

មេកានិច Quantum មានសារៈសំខាន់ក្នុងការយល់ដឹងពីរបៀបដែលអាតូមនីមួយៗបញ្ចូលគ្នាដើម្បីបង្កើតធាតុគីមី និងសមាសធាតុ។ ការអនុវត្តមេកានិចកង់ទិចទៅនឹងដំណើរការគីមីត្រូវបានគេស្គាល់ថាជាគីមីវិទ្យាកង់ទិច។ មេកានិច Quantum អាចផ្តល់នូវការយល់ដឹងថ្មីប្រកបដោយគុណភាពនៃដំណើរការនៃការបង្កើតសមាសធាតុគីមី ដែលបង្ហាញថាម៉ូលេគុលណាដែលមានថាមពលអំណោយផលជាងអ្នកដទៃ និងដោយចំនួនប៉ុន្មាន។ ភាគច្រើននៃការគណនាដែលបានធ្វើនៅក្នុងគីមីវិទ្យាគណនាគឺផ្អែកលើគោលការណ៍មេកានិចកង់ទិច។

បច្ចេកវិជ្ជាទំនើបបានឈានទៅដល់មាត្រដ្ឋានដែលឥទ្ធិពល quantum ក្លាយជារឿងសំខាន់។ ឧទាហរណ៍ដូចជា ឡាស៊ែរ ត្រង់ស៊ីស្ទ័រ មីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុង ការថតរូបភាពអនុភាពម៉ាញេទិក។ ការអភិវឌ្ឍនៃ semiconductors បាននាំឱ្យមានការច្នៃប្រឌិតនៃ diode និង transistor ដែលជាការមិនអាចខ្វះបាននៅក្នុងអេឡិចត្រូនិទំនើប។

អ្នកស្រាវជ្រាវនាពេលបច្ចុប្បន្ននេះកំពុងស្វែងរកវិធីសាស្រ្តដែលអាចទុកចិត្តបានសម្រាប់ការគ្រប់គ្រងដោយផ្ទាល់នូវរដ្ឋ quantum ។ ការប៉ុនប៉ងដោយជោគជ័យត្រូវបានធ្វើឡើងដើម្បីបង្កើតមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃការគ្រីបគ្រីប ដែលនឹងអនុញ្ញាតឱ្យមានការធានានូវការផ្ទេរព័ត៌មានសម្ងាត់។ គោលដៅឆ្ងាយជាងនេះគឺការអភិវឌ្ឍន៍កុំព្យូទ័រ quantum ដែលត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងអាចអនុវត្តក្បួនដោះស្រាយជាក់លាក់បានយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាពជាងកុំព្យូទ័របុរាណ។ ប្រធានបទមួយទៀតនៃការស្រាវជ្រាវសកម្មគឺ quantum teleportation ដែលទាក់ទងនឹងបច្ចេកវិទ្យាសម្រាប់ការបញ្ជូនរដ្ឋ quantum លើចម្ងាយសំខាន់ៗ។

ទិដ្ឋភាពទស្សនវិជ្ជានៃមេកានិចកង់ទិច

ចាប់ពីពេលនៃការបង្កើតមេកានិចកង់ទិច ការសន្និដ្ឋានរបស់វាផ្ទុយនឹងការយល់ដឹងបែបប្រពៃណីនៃសណ្តាប់ធ្នាប់ពិភពលោក ដែលបណ្តាលឱ្យមានការពិភាក្សាទស្សនវិជ្ជាសកម្ម និងការលេចឡើងនៃការបកស្រាយជាច្រើន។ សូម្បីតែគោលការណ៍ជាមូលដ្ឋានដូចជាច្បាប់នៃទំហំប្រូបាប៊ីលីតេ និងការចែកចាយប្រូបាប៊ីលីតេដែលបង្កើតឡើងដោយ Max Born បានចំណាយពេលរាប់ទសវត្សរ៍ដើម្បីត្រូវបានទទួលយកដោយសហគមន៍វិទ្យាសាស្ត្រ។

បញ្ហាមួយទៀតជាមួយមេកានិចកង់ទិចគឺថា ធម្មជាតិនៃវត្ថុដែលវាសិក្សាគឺមិនស្គាល់។ ក្នុងន័យថាកូអរដោនេនៃវត្ថុមួយ ឬការបែងចែកលំហនៃប្រូបាប៊ីលីតេនៃវត្តមានរបស់វាអាចកំណត់បានលុះត្រាតែវាមានលក្ខណៈសម្បត្តិជាក់លាក់ (បន្ទុកឧទាហរណ៍) និងលក្ខខណ្ឌបរិស្ថាន (វត្តមាននៃសក្តានុពលអគ្គិសនី) ។

ការបកស្រាយនៅទីក្រុង Copenhagen អរគុណជាចម្បងចំពោះ Niels Bohr គឺជាការបកស្រាយជាមូលដ្ឋាននៃមេកានិចកង់ទិចពីការបង្កើតរបស់វារហូតមកដល់បច្ចុប្បន្ន។ នាងបានប្រកែកថា លក្ខណៈប្រហែលនៃការទស្សន៍ទាយមេកានិច quantum មិនអាចពន្យល់បាននៅក្នុងលក្ខខណ្ឌនៃទ្រឹស្តីកំណត់ផ្សេងទៀត និងបានដាក់កម្រិតលើចំណេះដឹងរបស់យើងអំពីបរិស្ថាន។ ដូច្នេះ មេកានិច Quantum ផ្តល់តែលទ្ធផលប្រូបាប៊ីលីតេប៉ុណ្ណោះ លក្ខណៈនៃសកលលោកគឺប្រូបាប៊ីលីតេ ទោះបីជាកំណត់ក្នុងន័យកង់ទិចថ្មីក៏ដោយ។

Albert Einstein ដែលជាខ្លួនគាត់ផ្ទាល់ជាស្ថាបនិកនៃទ្រឹស្ដី Quantum មានការមិនស្រួលជាមួយនឹងការពិតដែលថានៅក្នុងទ្រឹស្តីនេះមានការចាកចេញពីការកំណត់បែបបុរាណក្នុងការកំណត់តម្លៃនៃបរិមាណរូបវន្តនៃវត្ថុ។ គាត់ជឿថាទ្រឹស្ដីដែលមានស្រាប់គឺមិនពេញលេញទេ ហើយគួរតែមានទ្រឹស្តីបន្ថែមមួយចំនួនទៀត។ ដូច្នេះហើយ គាត់បានបញ្ចេញមតិជាបន្តបន្ទាប់លើទ្រឹស្ដី quantum ដែលល្បីល្បាញជាងគេគឺអ្វីដែលគេហៅថា EPR paradox។ លោក John Bell បានបង្ហាញថាភាពផ្ទុយគ្នានេះអាចនាំឱ្យមានភាពខុសគ្នានៅក្នុងទ្រឹស្តីកង់ទិចដែលអាចវាស់វែងបាន។ ប៉ុន្តែការពិសោធន៍បានបង្ហាញថា មេកានិចកង់ទិចគឺត្រឹមត្រូវ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ "ភាពមិនស៊ីសង្វាក់គ្នា" មួយចំនួននៅក្នុងការពិសោធន៍ទាំងនេះទុកសំណួរដែលនៅតែមិនមានចម្លើយ។

ការបកស្រាយពិភពលោកច្រើនរបស់ Everett ដែលបានបង្កើតឡើងក្នុងឆ្នាំ 1956 ស្នើគំរូនៃពិភពលោកដែលលទ្ធភាពទាំងអស់សម្រាប់បរិមាណរូបវន្តដើម្បីទទួលយកតម្លៃជាក់លាក់នៅក្នុងទ្រឹស្តី quantum កើតឡើងក្នុងពេលដំណាលគ្នានៅក្នុងការពិតនៅក្នុង "ពហុវិស័យ" ដែលប្រមូលផ្តុំពីសកលលោកប៉ារ៉ាឡែលឯករាជ្យភាគច្រើន។ ពហុវចនៈ​គឺ​ជា​កត្តាកំណត់ ប៉ុន្តែ​យើង​ទទួល​បាន​ឥរិយាបទ​ទំនង​នៃ​ចក្រវាឡ​តែ​ប៉ុណ្ណោះ ដោយសារ​យើង​មិន​អាច​សង្កេត​មើល​សកលលោក​ទាំងអស់​ក្នុង​ពេល​តែមួយ។

រឿង

មូលដ្ឋានគ្រឹះនៃមេកានិចកង់ទិចត្រូវបានដាក់នៅពាក់កណ្តាលទីមួយនៃសតវត្សទី 20 ដោយ Max Planck, Albert Einstein, Werner Heisenberg, Erwin Schrödinger, Max Born, Paul Dirac, Richard Feynman និងអ្នកដទៃ។ ទិដ្ឋភាពជាមូលដ្ឋានមួយចំនួននៃទ្រឹស្តីនៅតែត្រូវសិក្សា។ នៅឆ្នាំ 1900 Max Planck បានស្នើគំនិតនៃបរិមាណថាមពល ដើម្បីទទួលបានរូបមន្តត្រឹមត្រូវសម្រាប់ថាមពលនៃវិទ្យុសកម្មរាងកាយខ្មៅ។ នៅឆ្នាំ 1905 អែងស្តែងបានពន្យល់ពីធម្មជាតិនៃឥទ្ធិពល photoelectric ដោយកំណត់ថាថាមពលពន្លឺត្រូវបានស្រូបមិនបន្តទេ ប៉ុន្តែជាផ្នែកដែលគាត់ហៅថា quanta ។ នៅឆ្នាំ 1913 លោក Bohr បានពន្យល់ពីការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធនៃបន្ទាត់វិសាលគមនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែន ម្តងទៀតដោយប្រើបរិមាណ។ នៅឆ្នាំ 1924 លោក Louis de Broglie បានស្នើសម្មតិកម្មនៃរលក - corpuscular duality ។

ទ្រឹស្ដីទាំងនេះ ទោះបីជាជោគជ័យក៏ដោយ ក៏វាបែកខ្ញែកគ្នាខ្លាំងពេក ហើយរួមគ្នាបង្កើតបានជាទ្រឹស្តី Quantum ចាស់។

មេកានិចកង់ទិចទំនើបបានកើតនៅឆ្នាំ 1925 នៅពេលដែល Heisenberg បានបង្កើតម៉ាទ្រីសមេកានិច ហើយ Schrödinger បានស្នើរមេកានិចរលក និងសមីការរបស់គាត់។ ក្រោយមក Janos von Neumann បានបង្ហាញថាវិធីសាស្រ្តទាំងពីរគឺសមមូល។

ជំហានបន្ទាប់បានមកដល់នៅពេលដែល Heisenberg បានបង្កើតគោលការណ៍មិនប្រាកដប្រជាក្នុងឆ្នាំ 1927 ហើយនៅជុំវិញនោះ ការបកស្រាយដែលទំនងបានចាប់ផ្ដើមមានរូបរាង។ នៅឆ្នាំ 1927 លោក Paul Dirac បានរួមបញ្ចូលគ្នានូវមេកានិចកង់ទិចជាមួយនឹងទំនាក់ទំនងពិសេស។ គាត់ក៏ជាមនុស្សដំបូងគេដែលប្រើទ្រឹស្ដីប្រតិបត្តិករ រួមទាំងសញ្ញាតង្កៀបដ៏ពេញនិយមផងដែរ។ នៅឆ្នាំ 1932 លោក John von Neumann បានបង្កើតមូលដ្ឋានគ្រឹះគណិតវិទ្យានៃមេកានិចកង់ទិចដោយផ្អែកលើទ្រឹស្ដីប្រតិបត្តិករ។

យុគសម័យនៃគីមីវិទ្យា Quantum ត្រូវបានចាប់ផ្តើមដោយ Walter Heitler និង Fritz London ដែលបានបោះពុម្ពទ្រឹស្តីនៃការបង្កើតចំណង covalent នៅក្នុងម៉ូលេគុលអ៊ីដ្រូសែនក្នុងឆ្នាំ 1927 ។ គីមីវិទ្យា Quantum ត្រូវបានបង្កើតឡើងជាបន្តបន្ទាប់ដោយសហគមន៍អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រដ៏ធំមួយនៅជុំវិញពិភពលោក។

ចាប់ផ្តើមនៅឆ្នាំ 1927 ការប៉ុនប៉ងបានចាប់ផ្តើមអនុវត្តមេកានិចកង់ទិចទៅប្រព័ន្ធពហុភាគ ដែលបណ្តាលឱ្យមានការលេចឡើងនៃទ្រឹស្តីវាលកង់ទិច។ ការងារក្នុងទិសដៅនេះត្រូវបានអនុវត្តដោយ Dirac, Pauli, Weiskopf និង Jordan ។ បន្ទាត់នៃការស្រាវជ្រាវនេះបានឈានដល់កម្រិតអេឡិចត្រូឌីណាមិកកង់ទិច ដែលបង្កើតដោយ Feynman, Dyson, Schwinger និង Tomonaga ក្នុងកំឡុងឆ្នាំ 1940 ។ Quantum electrodynamics គឺជាទ្រឹស្ដី quantum នៃ អេឡិចត្រុង positrons និង វាលអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច។

ទ្រឹស្ដីនៃក្រូម៉ូឌីណាមិកកង់ទិចត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅដើមទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1960 ។ ទ្រឹស្ដីនេះ ដូចដែលយើងដឹងហើយថាឥឡូវនេះត្រូវបានស្នើឡើងដោយ Polizter, Gross និង Wilczek ក្នុងឆ្នាំ 1975។ ការកសាងលើការងាររបស់ Schwinger, Higgs, Goldston និងអ្នកដទៃ Glashow, Weinberg និង Salam ដោយឯករាជ្យបានបង្ហាញថាកម្លាំងនុយក្លេអ៊ែរខ្សោយ និងអេឡិចត្រូឌីណាមិកកង់ទិចអាចបង្រួបបង្រួមបាន។ ហើយ​ត្រូវ​បាន​គេ​ចាត់​ទុក​ថា​ជា​កម្លាំង​អគ្គិសនី​តែមួយ។

បរិមាណ

នៅក្នុង quantum mechanics ពាក្យ quantization ត្រូវបានប្រើក្នុងន័យជិតស្និទ្ធ ប៉ុន្តែមានអត្ថន័យផ្សេងគ្នា។

Quantization គឺជាការបែងចែកតម្លៃនៃបរិមាណរូបវន្ត ដែលនៅក្នុងរូបវិទ្យាបុរាណគឺបន្ត។ ជាឧទាហរណ៍ អេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូមអាចស្ថិតនៅក្នុងគន្លងជាក់លាក់ជាមួយនឹងតម្លៃថាមពលជាក់លាក់ប៉ុណ្ណោះ។ ឧទាហរណ៍មួយទៀតគឺថា សន្ទុះគន្លងនៃភាគល្អិតមេកានិចកង់ទិចអាចមានតម្លៃជាក់លាក់តែប៉ុណ្ណោះ។ ការមិនច្បាស់លាស់នៃកម្រិតថាមពលនៃប្រព័ន្ធរូបវន្តនៅពេលដែលទំហំរបស់វាថយចុះត្រូវបានគេហៅថា quantization ទំហំ។
Quantization ត្រូវបានគេហៅផងដែរថា ការផ្លាស់ប្តូរពីការពិពណ៌នាបុរាណនៃប្រព័ន្ធរូបវន្ត ទៅជា quantum មួយ។ ជាពិសេស នីតិវិធីសម្រាប់ decomposing វាលបុរាណ (ឧទាហរណ៍ វាលអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច) ទៅជារបៀបធម្មតា ហើយតំណាងឱ្យពួកវាក្នុងទម្រង់នៃវាល quanta (សម្រាប់វាលអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច ទាំងនេះគឺជា photons) ត្រូវបានគេហៅថា quantization បន្ទាប់បន្សំ។

QUANTUM MECHANICS ដែលជាផ្នែកនៃទ្រឹស្ដីរូបវិទ្យា ដែលជាប្រព័ន្ធនៃគំនិត និងឧបករណ៍គណិតវិទ្យាដែលចាំបាច់ដើម្បីពិពណ៌នាអំពីបាតុភូតរូបវន្តដែលបណ្តាលមកពីអត្ថិភាពនៅក្នុងធម្មជាតិនៃសកម្មភាព quantum តូចបំផុត h (ថេររបស់ Planck) ។ តម្លៃជាលេខ h = 6.62607∙10ˉ 34 J∙s (និងតម្លៃផ្សេងទៀតដែលប្រើញឹកញាប់ ħ = h/2π = 1.05457∙10ˉ 34 J∙s) គឺតូចណាស់ ប៉ុន្តែការពិតដែលថាវាមានកម្រិតកំណត់ជាមូលដ្ឋានបែងចែក phenomena ពី quantum ទាំងអស់។ ផ្សេងទៀត និងកំណត់លក្ខណៈសំខាន់ៗរបស់ពួកគេ។ បាតុភូត Quantum រួមមាន ដំណើរការវិទ្យុសកម្ម បាតុភូតនៃរូបវិទ្យាអាតូមិច និងនុយក្លេអ៊ែរ រូបវិទ្យារូបធាតុ condensed ទំនាក់ទំនងគីមី។ល។

ប្រវត្តិនៃការបង្កើតមេកានិចកង់ទិច។ជាប្រវត្តិសាស្ត្រ បាតុភូតដំបូងដែលពន្យល់ថាគំនិតនៃសកម្មភាពបរិមាណ h ត្រូវបានណែនាំនៅឆ្នាំ 1900 គឺជាវិសាលគមវិទ្យុសកម្មនៃរាងកាយខ្មៅ ពោលគឺការពឹងផ្អែកនៃអាំងតង់ស៊ីតេនៃវិទ្យុសកម្មកម្ដៅលើប្រេកង់ v និងសីតុណ្ហភាព T នៃរាងកាយដែលមានកំដៅ។ ដំបូង, ការតភ្ជាប់នៃបាតុភូតនេះជាមួយនឹងដំណើរការដែលកើតឡើងនៅក្នុងអាតូមគឺមិនច្បាស់លាស់; នៅពេលនោះគំនិតនៃអាតូមខ្លួនឯងមិនត្រូវបានទទួលយកជាទូទៅទេទោះបីជាការសង្កេតត្រូវបានគេដឹងរួចហើយដែលចង្អុលទៅរចនាសម្ព័ន្ធអន្តរអាតូមដ៏ស្មុគស្មាញក៏ដោយ។

នៅឆ្នាំ 1802 W. Wollaston បានរកឃើញខ្សែវិសាលគមតូចចង្អៀតនៅក្នុងវិសាលគមវិទ្យុសកម្មព្រះអាទិត្យ ដែលត្រូវបានពិពណ៌នាយ៉ាងលម្អិតដោយ J. Fraunhofer ក្នុងឆ្នាំ 1814 ។ នៅឆ្នាំ 1859 លោក G. Kirchhoff និង R. Bunsen បានបង្កើតឡើងថា ធាតុគីមីនីមួយៗមានខ្សែបន្ទាត់នីមួយៗ ហើយអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រជនជាតិស្វីស I. Ya Balmer (1885) អ្នករូបវិទ្យាស៊ុយអែត J. Rydberg (1890) និងអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រអាល្លឺម៉ង់ W. Ritz (1908) បានរកឃើញគំរូមួយចំនួននៅក្នុងទីតាំងរបស់ពួកគេ។ នៅឆ្នាំ 1896 P. Zeeman បានសង្កេតមើលការបំបែកនៃបន្ទាត់វិសាលគមនៅក្នុងវាលម៉ាញេទិក (ឥទ្ធិពល Zeeman) ដែល H. A. Lorentz បានពន្យល់នៅឆ្នាំបន្ទាប់ដោយចលនានៃអេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូមមួយ។ អត្ថិភាពនៃអេឡិចត្រុងត្រូវបានបញ្ជាក់ដោយពិសោធន៍នៅឆ្នាំ 1897 ដោយ J. J. Thomson ។

ទ្រឹស្តីរូបវន្តដែលមានស្រាប់បានប្រែទៅជាមិនគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីពន្យល់ពីច្បាប់នៃឥទ្ធិពល photoelectric: វាប្រែថាថាមពលនៃអេឡិចត្រុងដែលបញ្ចេញចេញពីសារធាតុនៅពេលដែល irradiated ជាមួយពន្លឺគឺអាស្រ័យតែលើប្រេកង់នៃពន្លឺ v និងមិនមែននៅលើអាំងតង់ស៊ីតេរបស់វា (A. G. Stoletov , 1889; F. von Lenard, 1904)។ ការពិតនេះបានផ្ទុយទាំងស្រុងពីធម្មជាតិរលកដែលទទួលយកជាទូទៅនៃពន្លឺនៅពេលនោះ ប៉ុន្តែត្រូវបានពន្យល់ដោយធម្មជាតិក្រោមការសន្មត់ថាពន្លឺរីករាលដាលក្នុងទម្រង់នៃថាមពល quanta E = hv (A. Einstein, 1905) ដែលក្រោយមកគេហៅថា ហ្វូតុង (H. Lewis, ១៩២៦)។

ក្នុងរយៈពេល 10 ឆ្នាំបន្ទាប់ពីការរកឃើញអេឡិចត្រុង គំរូជាច្រើននៃអាតូមត្រូវបានស្នើឡើង ប៉ុន្តែមិនត្រូវបានគាំទ្រដោយការពិសោធន៍ទេ។ នៅឆ្នាំ 1909-11 លោក E. Rutherford សិក្សាការខ្ចាត់ខ្ចាយនៃភាគល្អិតអាល់ហ្វានៅលើអាតូម បានបង្កើតអត្ថិភាពនៃស្នូលដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមានបង្រួម ដែលម៉ាស់ស្ទើរតែទាំងមូលនៃអាតូមត្រូវបានប្រមូលផ្តុំ។ ការពិសោធន៍ទាំងនេះបានក្លាយជាមូលដ្ឋាននៃគំរូភពនៃអាតូម៖ ស្នូលដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមានជុំវិញដែលអេឡិចត្រុងចោទប្រកាន់អវិជ្ជមានវិលជុំវិញ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ គំរូនេះផ្ទុយនឹងការពិតនៃស្ថេរភាពនៃអាតូម ចាប់តាំងពីអេឡិចត្រូឌីណាមិកបុរាណវាធ្វើតាមថាបន្ទាប់ពីពេលវេលានៃលំដាប់ 10 -9 s អេឡិចត្រុងបង្វិលនឹងធ្លាក់ទៅលើស្នូលដោយបាត់បង់ថាមពលទៅវិទ្យុសកម្ម។

នៅឆ្នាំ 1913 N. Bohr បានផ្តល់យោបល់ថាស្ថេរភាពនៃអាតូមនៃភពផែនដីត្រូវបានពន្យល់ដោយភាពកំណត់នៃបរិមាណសកម្មភាព h ។ គាត់បានសន្មតថាមានគន្លងស្ថានីនៅក្នុងអាតូមដែលអេឡិចត្រុងមិនបញ្ចេញកាំរស្មី (ប៉ូលទី 1 របស់ Bohr) ហើយបានញែកគន្លងទាំងនេះចេញពីគន្លងដែលអាចធ្វើបានទាំងអស់ដោយលក្ខខណ្ឌបរិមាណ: 2πmυr = nh ដែល m ជាម៉ាស់អេឡិចត្រុង υ គឺជាល្បឿនគន្លងរបស់វា r ជាចម្ងាយទៅខឺណែល n=1,2,3,... - ចំនួនគត់។ ពីលក្ខខណ្ឌនេះ Bohr បានកំណត់ថាមពល E n = -me 4 / 2ħ 2 n 2 (អ៊ីគឺជាបន្ទុកអគ្គីសនីនៃអេឡិចត្រុង) នៃស្ថានីក៏ដូចជាអង្កត់ផ្ចិតនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែន (ប្រហែល 10 -8 សង់ទីម៉ែត្រ) - ស្របតាមការសន្និដ្ឋាននៃទ្រឹស្តី kinetic នៃរូបធាតុ។

ប្រកាសទីពីររបស់ Bohr បាននិយាយថា វិទ្យុសកម្មកើតឡើងតែក្នុងអំឡុងពេលការផ្លាស់ប្តូរអេឡិចត្រុងពីគន្លងស្ថានីមួយទៅគន្លងស្ថានីមួយ ហើយប្រេកង់វិទ្យុសកម្ម v nk នៃការផ្លាស់ប្តូរពីរដ្ឋ E n ទៅរដ្ឋ E k គឺស្មើនឹង v nk = (E k - E n)/ h (សូមមើលរូបវិទ្យាអាតូមិច)។ ទ្រឹស្តីរបស់ Bohr បានពន្យល់ដោយធម្មជាតិនូវលំនាំនៅក្នុងវិសាលគមនៃអាតូម ប៉ុន្តែការប្រកាសរបស់វាមានភាពផ្ទុយគ្នាជាក់ស្តែងជាមួយនឹងមេកានិចបុរាណ និងទ្រឹស្តីនៃវាលអេឡិចត្រូ។

នៅឆ្នាំ 1922 A. Compton សិក្សាការខ្ចាត់ខ្ចាយនៃកាំរស្មីអ៊ិចដោយអេឡិចត្រុង បានបង្កើតឧប្បត្តិហេតុនោះ ហើយថាមពលកាំរស្មី X ដែលខ្ចាត់ខ្ចាយមានឥរិយាបទដូចភាគល្អិត។ នៅឆ្នាំ 1923 C. T. R. Wilson និង D. V. Skobeltsyn បានសង្កេតឃើញអេឡិចត្រុងវិលនៅក្នុងប្រតិកម្មនេះហើយដោយហេតុនេះបានបញ្ជាក់អំពីលក្ខណៈសរីរាង្គនៃកាំរស្មី X (នុយក្លេអ៊ែរ γ-វិទ្យុសកម្ម) ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ នេះផ្ទុយនឹងការពិសោធន៍របស់ M. Laue ដែលកាលពីឆ្នាំ 1912 បានសង្កេតមើលការបង្វែរនៃកាំរស្មី X ហើយដោយហេតុនេះ បានបង្ហាញឱ្យឃើញពីធម្មជាតិនៃរលករបស់ពួកគេ។

នៅឆ្នាំ 1921 រូបវិទូជនជាតិអាឡឺម៉ង់ K. Ramsauer បានរកឃើញថានៅថាមពលជាក់លាក់មួយ អេឡិចត្រុងឆ្លងកាត់ឧស្ម័ន ដោយអនុវត្តដោយមិនខ្ចាត់ខ្ចាយ ដូចជារលកពន្លឺនៅក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុកថ្លា។ នេះគឺជាភស្តុតាងពិសោធន៍ដំបូងនៃលក្ខណៈសម្បត្តិរលកនៃអេឡិចត្រុង ដែលការពិតត្រូវបានបញ្ជាក់នៅឆ្នាំ 1927 ដោយការពិសោធន៍ផ្ទាល់ដោយ K.J. Davisson, L. Germer និង J.P. ថមសុន។

នៅឆ្នាំ 1923 L. de Broglie បានណែនាំគំនិតនៃរលករូបធាតុ៖ ភាគល្អិតនីមួយៗដែលមានម៉ាស់ m និងល្បឿន υ អាចត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងរលកដែលមានប្រវែង λ = h/mυ ដូចជារលកនីមួយៗដែលមានប្រេកង់ v = c/λ អាចត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់។ ជាមួយនឹងភាគល្អិតដែលមានថាមពល E = hv ។ ភាពទូទៅនៃសម្មតិកម្មនេះ ដែលគេស្គាល់ថាជារលកភាគល្អិត duality បានក្លាយជាមូលដ្ឋានគ្រឹះ និងគោលការណ៍សកលនៃរូបវិទ្យាកង់ទិច។ ខ្លឹមសាររបស់វាគឺថាវត្ថុដូចគ្នានៃការសិក្សាបង្ហាញខ្លួនឯងតាមពីរវិធី៖ ជាភាគល្អិត ឬជារលក អាស្រ័យលើលក្ខខណ្ឌនៃការសង្កេតរបស់ពួកគេ។

ទំនាក់ទំនងរវាងលក្ខណៈនៃរលក និងភាគល្អិតមួយត្រូវបានបង្កើតឡើងសូម្បីតែមុនពេលការបង្កើតមេកានិចកង់ទិច៖ E = hv (1900) និង λ = h/mυ = h/р (1923) ដែលប្រេកង់ v និងរលក λ គឺជាលក្ខណៈរលក , និងថាមពល E និងម៉ាស់ m, ល្បឿន υ និងសន្ទុះ p = mυ - លក្ខណៈនៃភាគល្អិត; ការតភ្ជាប់រវាងលក្ខណៈទាំងពីរប្រភេទនេះត្រូវបានអនុវត្តតាមរយៈម៉ោងថេររបស់ Planck ។ ទំនាក់ទំនងទ្វេត្រូវបានបញ្ជាក់យ៉ាងច្បាស់បំផុតតាមរយៈប្រេកង់រាងជារង្វង់ω = 2πν និងវ៉ិចទ័ររលក k = 2π/λ:

E = ħω, p = ħk ។

ការបង្ហាញពីភាពច្បាស់នៃរលកភាគល្អិតទ្វេត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 1៖ រង្វង់នៃការបំភាយដែលត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅក្នុងការខ្ចាត់ខ្ចាយនៃអេឡិចត្រុង និងកាំរស្មីអ៊ិចគឺស្ទើរតែដូចគ្នាបេះបិទ។

មេកានិច Quantum - មូលដ្ឋានទ្រឹស្តីនៃរូបវិទ្យា Quantum ទាំងអស់ត្រូវបានបង្កើតឡើងក្នុងរយៈពេលតិចជាងបីឆ្នាំ។ នៅឆ្នាំ 1925 W. Heisenberg ដោយពឹងផ្អែកលើគំនិតរបស់ Bohr បានស្នើរម៉ាទ្រីសមេកានិច ដែលនៅចុងឆ្នាំដដែលបានទទួលទម្រង់នៃទ្រឹស្តីពេញលេញនៅក្នុងស្នាដៃរបស់ M. Born រូបវិទូអាល្លឺម៉ង់ P. Jordan និង P. Dirac ។ វត្ថុសំខាន់នៃទ្រឹស្តីនេះគឺម៉ាទ្រីសនៃប្រភេទពិសេស ដែលនៅក្នុងមេកានិចកង់ទិចតំណាងឱ្យបរិមាណរូបវន្តនៃមេកានិចបុរាណ។

នៅឆ្នាំ 1926 លោក E. Schrödinger ផ្អែកលើគំនិតរបស់ L. de Broglie អំពីរលកនៃរូបធាតុ យន្តការរលកដែលបានស្នើឡើង ដែលតួនាទីសំខាន់ត្រូវបានលេងដោយមុខងាររលកនៃរដ្ឋ quantum ដែលគោរពតាមសមីការឌីផេរ៉ង់ស្យែលលំដាប់ទី 2 ជាមួយនឹងព្រំដែនដែលបានផ្តល់ឱ្យ។ លក្ខខណ្ឌ។ ទ្រឹស្ដីទាំងពីរបានពន្យល់ពីស្ថេរភាពនៃអាតូមភពផែនដីស្មើគ្នាបានយ៉ាងល្អ ហើយធ្វើឱ្យវាអាចគណនាលក្ខណៈសំខាន់ៗរបស់វា។ ក្នុងឆ្នាំដដែលនោះ M. Born បានស្នើការបកស្រាយស្ថិតិនៃមុខងាររលក Schrödinger (ក៏ដូចជាដោយឯករាជ្យ W. Pauli និងអ្នកដទៃ) បានបង្ហាញពីសមមូលគណិតវិទ្យានៃម៉ាទ្រីស និងមេកានិចរលក ហើយ Born រួមជាមួយ N. Wiener បានណែនាំ គំនិតនៃប្រតិបត្តិករបរិមាណរូបវន្ត។

នៅឆ្នាំ 1927 W. Heisenberg បានរកឃើញទំនាក់ទំនងមិនច្បាស់លាស់ ហើយ N. Bohr បានបង្កើតគោលការណ៍នៃការបំពេញបន្ថែម។ ការរកឃើញនៃការបង្វិលអេឡិចត្រុង (J. Uhlenbeck និង S. Goudsmit, 1925) និងការចេញមកពីសមីការ Pauli ដែលគិតគូរពីការបង្វិលអេឡិចត្រុង (1927) បានបញ្ចប់គ្រោងការណ៍ឡូជីខល និងការគណនានៃមេកានិចកង់ទិចមិនទាក់ទងគ្នា និង P. Dirac និង J. von Neumann បានធ្វើបទបង្ហាញអំពី quantum mechanics ជាការបំពេញទ្រឹស្តីដោយឯករាជ្យដោយផ្អែកលើសំណុំនៃគោលគំនិត និង postulates ដែលមានកម្រិត ដូចជា ប្រតិបត្តិករ វ៉ិចទ័ររបស់រដ្ឋ អំព្លីទីត ប្រូបាប៊ីលីតេ ភាពលើសនៃរដ្ឋ។ល។

គោលគំនិតជាមូលដ្ឋាន និងផ្លូវការនៃមេកានិចកង់ទិច។សមីការជាមូលដ្ឋាននៃមេកានិចកង់ទិចគឺជាសមីការរលក Schrödinger ដែលតួនាទីរបស់វាគឺស្រដៀងទៅនឹងតួនាទីនៃសមីការរបស់ញូតុននៅក្នុងមេកានិចបុរាណ និងសមីការរបស់ Maxwell ក្នុងអេឡិចត្រូឌីណាមិក។ នៅក្នុងចន្លោះនៃអថេរ x (កូអរដោនេ) និង t (ពេលវេលា) វាមានទម្រង់

កន្លែងដែល H គឺជាប្រតិបត្តិករ Hamilton; ទម្រង់របស់វាស្របគ្នាជាមួយនឹងប្រតិបត្តិករ Hamilton នៃមេកានិចបុរាណ ដែលក្នុងនោះកូអរដោនេ x និងសន្ទុះ p ត្រូវបានជំនួសដោយប្រតិបត្តិករ x និង p នៃអថេរទាំងនេះ ឧ។

ដែល V(x) គឺជាថាមពលសក្តានុពលនៃប្រព័ន្ធ។

ផ្ទុយទៅនឹងសមីការញូវតុន ដែលគន្លងសង្កេត x(t) នៃចំណុចវត្ថុដែលផ្លាស់ទីក្នុងវាលនៃកម្លាំងសក្តានុពល V(x) ត្រូវបានរកឃើញ ពីសមីការ Schrödinger រកឃើញមុខងាររលកដែលមិនអាចសង្កេតបាន ψ(x) នៃ a ប្រព័ន្ធ quantum ដោយមានជំនួយពីដែលទោះជាយ៉ាងណាមនុស្សម្នាក់អាចគណនាតម្លៃនៃបរិមាណដែលអាចវាស់វែងបាន។ ភ្លាមៗបន្ទាប់ពីការរកឃើញនៃសមីការ Schrödinger លោក M. Born បានពន្យល់ពីអត្ថន័យនៃមុខងាររលក៖ |ψ(x)| 2 គឺជាដង់ស៊ីតេប្រូបាប៊ីលីតេ និង |ψ(x)| 2 ·Δx - ប្រូបាប៊ីលីតេនៃការរកឃើញប្រព័ន្ធ Quantum ក្នុងចន្លោះពេល Δx នៃតម្លៃកូអរដោនេ x ។

បរិមាណរូបវន្តនីមួយៗ (អថេរថាមវន្តនៃមេកានិកបុរាណ) នៅក្នុងមេកានិចកង់ទិចត្រូវបានភ្ជាប់ជាមួយ a ដែលអាចសង្កេតបាន និងប្រតិបត្តិករ Hermitian ដែលត្រូវគ្នា ដែលនៅក្នុងមូលដ្ឋានដែលបានជ្រើសរើសនៃមុខងារស្មុគស្មាញ |i> = f i (x) ត្រូវបានតំណាងដោយម៉ាទ្រីស

ដែល f*(x) គឺជាមុខងារស្មុគស្មាញដែលភ្ជាប់ទៅមុខងារ f(x)។

មូលដ្ឋាន orthogonal ក្នុងចន្លោះនេះគឺជាសំណុំនៃ eigenfunctions |n) = f n (x)), n = 1,2,3 ដែលសកម្មភាពរបស់ប្រតិបត្តិករ Â ត្រូវបានកាត់បន្ថយទៅជាគុណនឹងចំនួនមួយ (តម្លៃ eigenvalue a n នៃ ប្រតិបត្តិករ៖

មូលដ្ឋាននៃអនុគមន៍ |n) ត្រូវបានធ្វើឱ្យធម្មតាដោយលក្ខខណ្ឌសម្រាប់ n = n ', សម្រាប់ n ≠ n' ។

ហើយចំនួននៃមុខងារមូលដ្ឋាន (ផ្ទុយទៅនឹងវ៉ិចទ័រមូលដ្ឋាននៃលំហបីវិមាត្រនៃរូបវិទ្យាបុរាណ) គឺគ្មានកំណត់ ហើយសន្ទស្សន៍ n អាចផ្លាស់ប្តូរទាំងដោយឡែក និងបន្ត។ តម្លៃដែលអាចធ្វើបានទាំងអស់នៃ a observable a មាននៅក្នុង set (a n) នៃ eigenvalues ​​នៃ operatorដែលត្រូវគ្នា Â ហើយមានតែតម្លៃទាំងនេះទេដែលអាចក្លាយជាលទ្ធផលនៃការវាស់វែង។

វត្ថុសំខាន់នៃមេកានិចកង់ទិចគឺវ៉ិចទ័ររដ្ឋ |ψ) ដែលអាចត្រូវបានពង្រីកទៅក្នុង eigenfunctions |n) នៃប្រតិបត្តិករដែលបានជ្រើសរើស Â៖

ដែល ψ n គឺជាទំហំប្រូបាប៊ីលីតេ (មុខងាររលក) នៃរដ្ឋ |n) និង |ψ n | 2 គឺស្មើនឹងទម្ងន់នៃរដ្ឋ n នៅក្នុងការពង្រីក |ψ), និង

នោះគឺ ប្រូបាប៊ីលីតេសរុបនៃការស្វែងរកប្រព័ន្ធនៅក្នុងរដ្ឋ Quantum មួយ n គឺស្មើនឹងមួយ។

នៅក្នុង Heisenberg quantum mechanics ប្រតិបត្តិករ និងម៉ាទ្រីសដែលត្រូវគ្នារបស់ពួកគេគោរពតាមសមីការ

ដែលជាកន្លែងដែល |Â,Ĥ|=ÂĤ - ĤÂ គឺជា commutator នៃប្រតិបត្តិករ Â និង Ĥ ។ មិនដូចគ្រោងការណ៍ Schrödinger ដែលមុខងាររលក ψ អាស្រ័យលើពេលវេលា នៅក្នុងគ្រោងការណ៍ Heisenberg ការពឹងផ្អែកពេលវេលាត្រូវបានផ្តល់ទៅឱ្យប្រតិបត្តិករ Â ។ វិធីសាស្រ្តទាំងពីរនេះគឺសមមូលគណិតវិទ្យា ប៉ុន្តែនៅក្នុងការអនុវត្តជាច្រើននៃមេកានិចកង់ទិច វិធីសាស្រ្តរបស់ Schrödinger បានបង្ហាញថាជាការពេញនិយម។

តម្លៃ eigenvalue របស់ប្រតិបត្តិករ Hamilton Ĥ គឺជាថាមពលសរុបនៃប្រព័ន្ធ E ដោយឯករាជ្យនៃពេលវេលា ដែលត្រូវបានរកឃើញជាដំណោះស្រាយចំពោះសមីការ Schrödinger ស្ថានី។

ដំណោះស្រាយរបស់វាត្រូវបានបែងចែកជាពីរប្រភេទអាស្រ័យលើប្រភេទនៃលក្ខខណ្ឌព្រំដែន។

សម្រាប់ស្ថានភាពដែលបានធ្វើមូលដ្ឋានីយកម្ម មុខងាររលកបំពេញលក្ខខណ្ឌព្រំដែនធម្មជាតិ ψ(∞) = 0. ក្នុងករណីនេះសមីការ Schrödinger មានដំណោះស្រាយសម្រាប់តែសំណុំថាមពលដាច់ដោយឡែក E n, n = 1,2,3,.. ., ដែលត្រូវនឹងមុខងាររលក ψ n ( r) :

ឧទាហរណ៍នៃរដ្ឋដែលបានធ្វើមូលដ្ឋានីយកម្មគឺអាតូមអ៊ីដ្រូសែន។ Hamiltonian Ĥ របស់វាមានទម្រង់

ដែល Δ = ∂ 2 /∂х 2 + ∂ 2 /∂у 2 + ∂ 2 /∂z 2 គឺជាប្រតិបត្តិករ Laplace អ៊ី 2 / r គឺជាសក្តានុពលអន្តរកម្មនៃអេឡិចត្រុង និងស្នូល r គឺជាចម្ងាយពីស្នូលទៅ អេឡិចត្រុង និង eigenvalues ​​នៃថាមពល E n គណនាពីសមីការ Schrödinger ស្របពេលជាមួយនឹងកម្រិតថាមពលនៃអាតូម Bohr ។

ឧទាហរណ៍សាមញ្ញបំផុតនៃរដ្ឋដែលមិនមានមូលដ្ឋានីយកម្មគឺចលនាមួយវិមាត្រដោយឥតគិតថ្លៃនៃអេឡិចត្រុងដែលមានសន្ទុះ p ។ វាត្រូវគ្នាទៅនឹងសមីការ Schrödinger

ដំណោះស្រាយ​របស់​ពួកគេ​គឺ​រលក​យន្តហោះ

ដែលនៅក្នុងករណីទូទៅ C = |C|exp(iφ) គឺជាអនុគមន៍ស្មុគស្មាញ |C| និងφ - ម៉ូឌុលនិងដំណាក់កាលរបស់វា។ ក្នុងករណីនេះថាមពលអេឡិចត្រុង E = p 2 / 2m និងសន្ទស្សន៍ p នៃដំណោះស្រាយ ψ p (x) បន្តបន្ទាប់បន្សំនៃតម្លៃ។

ប្រតិបត្តិករកូអរដោណេ និងសន្ទុះ (និងគូផ្សេងទៀតនៃអថេរ conjugate conjugate) គោរពតាមទំនាក់ទំនងផ្លាស់ប្តូរ៖

មិនមានមូលដ្ឋានទូទៅនៃមុខងារ eigen សម្រាប់គូនៃប្រតិបត្តិករបែបនេះទេ ហើយបរិមាណរូបវន្តដែលត្រូវគ្នាមិនអាចកំណត់ក្នុងពេលដំណាលគ្នាជាមួយនឹងភាពត្រឹមត្រូវតាមអំពើចិត្តនោះទេ។ ពីទំនាក់ទំនងផ្លាស់ប្តូរសម្រាប់ប្រតិបត្តិករ x̂ និងр̂ វាដូចខាងក្រោមថាភាពត្រឹមត្រូវ Δx និង Δр នៃការកំណត់កូអរដោណេ x និងសន្ទុះនៃសន្ទុះ p របស់វានៃប្រព័ន្ធ quantum (ទំនាក់ទំនងមិនប្រាកដប្រជារបស់ Heisenberg) ដូចខាងក្រោម៖

ពីទីនេះជាពិសេសការសន្និដ្ឋានភ្លាមៗអំពីស្ថេរភាពនៃអាតូមចាប់តាំងពីទំនាក់ទំនងΔх = Δр = 0 ដែលត្រូវគ្នាទៅនឹងឧប្បត្តិហេតុនៃអេឡិចត្រុងនៅលើស្នូលត្រូវបានហាមឃាត់នៅក្នុងគ្រោងការណ៍នេះ។

សំណុំនៃបរិមាណដែលអាចវាស់វែងបានក្នុងពេលដំណាលគ្នាដែលកំណត់លក្ខណៈនៃប្រព័ន្ធ quantum ត្រូវបានតំណាងដោយសំណុំនៃប្រតិបត្តិករ

ការធ្វើដំណើរជាមួយគ្នា ពោលគឺការបំពេញទំនាក់ទំនង А̂В̂ - В̂А̂ = А̂С̂ - С̂А̂ = В̂С̂ - С̂В̂ =... = 0. សម្រាប់អាតូមអ៊ីដ្រូសែនដែលមិនទាក់ទងគ្នា សំណុំនៃប្រតិបត្តិករបែបនេះ (ឧទាហរណ៍៖ ប្រតិបត្តិករថាមពលសរុប), (ការេនៃពេលវេលាប្រតិបត្តិករ) និង (z-សមាសធាតុនៃប្រតិបត្តិករពេលបច្ចុប្បន្ន) ។ វ៉ិចទ័ររដ្ឋនៃអាតូមត្រូវបានកំណត់ជាសំណុំនៃមុខងារ eigen ធម្មតា ψ i (r) នៃប្រតិបត្តិករទាំងអស់

ដែលត្រូវបានរាប់ដោយសំណុំ (i) = (nlm) នៃចំនួនថាមពល (n = 1,2,3,...), សន្ទុះគន្លង (l = 0.1, ..., n - 1) និងការព្យាកររបស់វា ទៅលើអ័ក្ស z (m = -l,...,-1,0,1,...,l) ។ អនុគមន៍ |ψ i (r)| 2 អាច​ត្រូវ​បាន​គេ​ចាត់​ទុក​ជា​សាមញ្ញ​ថា​ជា​រូបរាង​នៃ​អាតូម​មួយ​នៅ​ក្នុង​រដ្ឋ​ Quantum ផ្សេង​គ្នា i (គេ​ហៅ​ថា​ silhouettes ស​) ។

តម្លៃនៃបរិមាណរូបវន្ត (មេកានិចកង់ទិចដែលអាចសង្កេតបាន) ត្រូវបានកំណត់ជាតម្លៃមធ្យម Ā នៃប្រតិបត្តិករដែលត្រូវគ្នា Â៖

ទំនាក់ទំនងនេះមានសុពលភាពសម្រាប់រដ្ឋសុទ្ធ ពោលគឺសម្រាប់ប្រព័ន្ធ quantum ដាច់ដោយឡែក។ ក្នុងករណីទូទៅនៃរដ្ឋចម្រុះ យើងតែងតែដោះស្រាយជាមួយនឹងការប្រមូលដ៏ធំ (ក្រុមស្ថិតិ) នៃប្រព័ន្ធដូចគ្នាបេះបិទ (ឧទាហរណ៍ អាតូម) លក្ខណៈសម្បត្តិដែលត្រូវបានកំណត់ដោយជាមធ្យមលើក្រុមនេះ។ ក្នុងករណីនេះ តម្លៃមធ្យម Ā របស់ប្រតិបត្តិករ Â យកទម្រង់

ដែល p nm គឺជាម៉ាទ្រីសដង់ស៊ីតេ (L. D. Landau; J. von Neumann, 1929) ជាមួយនឹងលក្ខខណ្ឌ normalization ∑ n ρ pp = 1. ទម្រង់បែបបទម៉ាទ្រីសដង់ស៊ីតេអនុញ្ញាតឱ្យយើងបញ្ចូលគ្នានូវមធ្យមភាគមេកានិច quantum លើរដ្ឋ និងស្ថិតិជាមធ្យមលើក្រុមមួយ។ ម៉ាទ្រីសដង់ស៊ីតេក៏ដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងទ្រឹស្តីនៃការវាស់ស្ទង់កង់ទិច ដែលជាខ្លឹមសារដែលតែងតែស្ថិតនៅក្នុងអន្តរកម្មនៃប្រព័ន្ធរងកង់ទិច និងបុរាណ។ គោលគំនិតនៃម៉ាទ្រីសដង់ស៊ីតេគឺជាមូលដ្ឋាននៃស្ថិតិកង់ទិច និងជាមូលដ្ឋានសម្រាប់រូបមន្តជំនួសមួយនៃមេកានិចកង់ទិច។ ទម្រង់មួយផ្សេងទៀតនៃមេកានិចកង់ទិច ដោយផ្អែកលើគោលគំនិតនៃអាំងតេក្រាលផ្លូវ (ឬអាំងតេក្រាលផ្លូវ) ត្រូវបានស្នើឡើងដោយ R. Feynman ក្នុងឆ្នាំ 1948 ។

គោលការណ៍នៃការឆ្លើយឆ្លង. មេកានិច Quantum មានឫសគល់យ៉ាងជ្រៅទាំងនៅក្នុងមេកានិចបុរាណ និងស្ថិតិ។ រួចហើយនៅក្នុងការងារដំបូងរបស់គាត់ N. Bohr បានបង្កើតគោលការណ៍ឆ្លើយឆ្លងដែលយោងទៅតាមទំនាក់ទំនង Quantum គួរតែប្រែទៅជាបុរាណនៅលេខ quantum ធំ n ។ P. Ehrenfest បានបង្ហាញក្នុងឆ្នាំ 1927 ថា ដោយគិតគូរពីសមីការនៃមេកានិចកង់ទិច តម្លៃមធ្យម Ā របស់ប្រតិបត្តិករ Â បំពេញសមីការនៃចលនានៃមេកានិចបុរាណ។ ទ្រឹស្តីបទរបស់ Ehrenfest គឺជាករណីពិសេសនៃគោលការណ៍ឆ្លើយឆ្លងទូទៅ៖ នៅក្នុងដែនកំណត់ h → 0 សមីការនៃមេកានិចកង់ទិចបានផ្លាស់ប្តូរទៅជាសមីការនៃមេកានិចបុរាណ។ ជាពិសេស សមីការរលក Schrödinger ក្នុងដែនកំណត់ h → 0 ប្រែទៅជាសមីការនៃអុបទិកធរណីមាត្រសម្រាប់គន្លងនៃធ្នឹមពន្លឺ (និងវិទ្យុសកម្មណាមួយ) ដោយមិនគិតពីលក្ខណៈសម្បត្តិរលករបស់វា។ ដោយតំណាងឱ្យដំណោះស្រាយ ψ(x) នៃសមីការ Schrödinger ក្នុងទម្រង់ ψ(x) = exp(iS/ħ) ដែល S = ∫ p(x)dx គឺជា analogue នៃអាំងតេក្រាលសកម្មភាពបុរាណ យើងអាចផ្ទៀងផ្ទាត់ថានៅក្នុង ដែនកំណត់ ħ → 0 មុខងារ S បំពេញសមីការ Hamilton-Jacobi បុរាណ។ លើសពីនេះទៀតនៅក្នុងដែនកំណត់ h → 0 ប្រតិបត្តិករ x̂ និង p̂ ធ្វើដំណើរ និងតម្លៃដែលត្រូវគ្នានៃកូអរដោណេ និងសន្ទុះអាចត្រូវបានកំណត់ក្នុងពេលដំណាលគ្នា ដូចដែលត្រូវបានសន្មត់នៅក្នុងមេកានិចបុរាណ។

ភាពស្រដៀងគ្នាដ៏សំខាន់បំផុតរវាងទំនាក់ទំនងនៃមេកានិចបុរាណ និង quantum សម្រាប់ចលនាតាមកាលកំណត់អាចត្រូវបានគេតាមដាននៅលើប្លង់ដំណាក់កាលនៃអថេរ conjugate ឧទាហរណ៍ កូអរដោណេ x និងសន្ទុះ p នៃប្រព័ន្ធ។ អាំងតេក្រាលនៃប្រភេទ ∮р(х)dx ដែលយកតាមគន្លងបិទជិត (Poincaré integral invariants) ត្រូវបានគេស្គាល់នៅក្នុងបុរេប្រវត្តិនៃមេកានិចកង់ទិចថាជា Ehrenfest adiabatic invariants ។ A. Sommerfeld បានប្រើពួកវាដើម្បីពណ៌នាអំពីច្បាប់ quantum នៅក្នុងភាសានៃមេកានិចបុរាណ ជាពិសេសសម្រាប់ spatial quantization នៃអាតូម និងការណែនាំនៃលេខ quantum l និង m (វាគឺជាគាត់ដែលបានណែនាំពាក្យនេះក្នុងឆ្នាំ 1915) ។

វិមាត្រនៃអាំងតេក្រាលដំណាក់កាល ∮pdx ស្របពេលជាមួយនឹងវិមាត្រនៃ h ថេររបស់ Planck ហើយនៅឆ្នាំ 1911 A. Poincaré និង M. Planck បានស្នើឱ្យពិចារណាបរិមាណនៃសកម្មភាព h ជាបរិមាណអប្បបរមានៃលំហដំណាក់កាល ដែលជាចំនួន n នៃកោសិកាដែល គឺជាពហុគុណនៃ h: n = ∮pdx/h ។ ជាពិសេស នៅពេលដែលអេឡិចត្រុងផ្លាស់ទីតាមគន្លងរាងជារង្វង់ដែលមានសន្ទុះថេរ p ពីទំនាក់ទំនង n = ∮р(х)dx/h = р ∙ 2πr/h លក្ខខណ្ឌបរិមាណ Bohr ភ្លាមៗដូចខាងក្រោម៖ mυr=nħ (P. Debye , 1913) ។

ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ក្នុងករណីចលនាមួយវិមាត្រក្នុងសក្តានុពល V(x) = mω 2 0 x 2 /2 (លំយោលអាម៉ូនិកជាមួយប្រេកង់ធម្មជាតិ ω 0) លក្ខខណ្ឌបរិមាណ ∮р(х)dx = nh បង្កប់ន័យចំនួននៃ តម្លៃថាមពល E n = ħω 0 n ខណៈពេលដែលដំណោះស្រាយពិតប្រាកដនៃសមីការកង់ទិចសម្រាប់លំយោលនាំទៅដល់លំដាប់ E n = ħω 0 (n + 1/2) ។ លទ្ធផលនៃមេកានិចកង់ទិចនេះ ដែលទទួលបានដំបូងដោយ W. Heisenberg មានភាពខុសប្លែកគ្នាជាមូលដ្ឋានពីចំនួនប្រហាក់ប្រហែល ដោយវត្តមាននៃថាមពលលំយោលសូន្យ E 0 = ħω 0/2 ដែលមានលក្ខណៈ Quantum សុទ្ធសាធ៖ ស្ថានភាពសម្រាក (x = 0, p = 0) ត្រូវបានហាមឃាត់ក្នុងមេកានិចកង់ទិច ព្រោះវាផ្ទុយពីទំនាក់ទំនងមិនច្បាស់លាស់ Δх∙ Δр ≥ ħ/2 ។

គោលការណ៍នៃភាពលើសចំណុះនៃរដ្ឋ និងការបកស្រាយប្រូបាប៊ីលីតេ។ភាពផ្ទុយគ្នាដ៏សំខាន់ និងជាក់ស្តែងរវាងរូបភាពរាងកាយ និងរលកនៃបាតុភូត quantum ត្រូវបានលុបចោលនៅឆ្នាំ 1926 បន្ទាប់ពី M. Born បានស្នើឱ្យបកស្រាយមុខងាររលកស្មុគស្មាញ ψ n (x) = |ψ n (x)|·exp(iφ n) as ប្រូបាប៊ីលីតេនៃរដ្ឋអំព្លីទីត n និងការ៉េនៃម៉ូឌុលរបស់វា |ψ n (x)| 2 - ជាដង់ស៊ីតេប្រូបាប៊ីលីតេនៃការរកឃើញរដ្ឋ n នៅចំណុច x ។ ប្រព័ន្ធ quantum អាចមាននៅក្នុងផ្សេងៗគ្នា រួមទាំងជម្រើស រដ្ឋ ហើយទំហំប្រូបាប៊ីលីតេរបស់វាគឺស្មើនឹងការរួមបញ្ចូលគ្នាលីនេអ៊ែរនៃទំហំប្រូបាប៊ីលីតេនៃរដ្ឋទាំងនេះ៖ ψ = ψ 1 + ψ 2 + ...

ដង់ស៊ីតេប្រូបាប៊ីលីតេនៃស្ថានភាពលទ្ធផលគឺស្មើនឹងការេនៃផលបូកនៃទំហំប្រូបាប៊ីលីតេ ហើយមិនមែនជាផលបូកនៃការ៉េនៃអំព្លីទីត ដូចករណីនៅក្នុងរូបវិទ្យាស្ថិតិទេ៖

postulate នេះ - គោលការណ៍នៃ superposition នៃរដ្ឋ - គឺជាគំនិតសំខាន់បំផុតមួយនៅក្នុងប្រព័ន្ធនៃមេកានិចកង់ទិច; វាមានផលវិបាកដែលអាចសង្កេតឃើញជាច្រើន។ មួយក្នុងចំនោមពួកគេ ពោលគឺការឆ្លងកាត់អេឡិចត្រុងតាមរយៈរន្ធដែលមានចន្លោះជិតពីរ ត្រូវបានពិភាក្សាញឹកញាប់ជាងកន្លែងផ្សេងទៀត (រូបភាពទី 2)។ ធ្នឹមអេឡិចត្រុងធ្លាក់ពីខាងឆ្វេង កាត់តាមរន្ធនៅក្នុងភាគថាស ហើយបន្ទាប់មកត្រូវបានថតនៅលើអេក្រង់ (ឬបន្ទះរូបថត) នៅខាងស្តាំ។ ប្រសិនបើយើងបិទរន្ធនីមួយៗម្តងមួយៗ នោះនៅលើអេក្រង់នៅខាងស្តាំ យើងនឹងឃើញរូបភាពនៃរន្ធបើក។ ប៉ុន្តែប្រសិនបើយើងបើករន្ធទាំងពីរនៅពេលតែមួយ នោះជំនួសឱ្យរន្ធពីរ យើងនឹងឃើញប្រព័ន្ធនៃការជ្រៀតជ្រែកមួយ អាំងតង់ស៊ីតេដែលត្រូវបានពិពណ៌នាដោយកន្សោម៖

ពាក្យចុងក្រោយនៅក្នុងផលបូកនេះតំណាងឱ្យការជ្រៀតជ្រែកនៃរលកប្រូបាប៊ីលីតេពីរដែលមកដល់ចំណុចដែលបានផ្តល់ឱ្យនៅលើអេក្រង់ពីរន្ធផ្សេងគ្នានៅក្នុងភាគថាសហើយអាស្រ័យលើភាពខុសគ្នាដំណាក់កាលនៃមុខងាររលកΔφ = φ 1 - φ 2 ។ ក្នុងករណីទំហំស្មើគ្នា |ψ 1 | =|ψ ២|៖

នោះគឺ អាំងតង់ស៊ីតេនៃរូបភាពនៃស្នាមកាត់នៅចំនុចផ្សេងៗនៃអេក្រង់ប្រែប្រួលពី 0 ដល់ 4|ψ 1 | 2 - ស្របតាមការផ្លាស់ប្តូរនៃភាពខុសគ្នាដំណាក់កាលΔφពី 0 ទៅ π/2 ។ ជាពិសេស វាអាចនឹងប្រែថាជាមួយនឹងរន្ធចំហរពីរជំនួសឱ្យរូបភាពនៃរន្ធតែមួយ យើងនឹងមិនអាចរកឃើញសញ្ញាណាមួយឡើយ ដែលជាការមិនទំនងទាល់តែសោះពីទិដ្ឋភាពនៃសាកសព។

វាជាការសំខាន់ណាស់ដែលរូបភាពនៃបាតុភូតនេះមិនអាស្រ័យលើអាំងតង់ស៊ីតេនៃធ្នឹមអេឡិចត្រុងនោះទេ ពោលគឺវាមិនមែនជាលទ្ធផលនៃអន្តរកម្មរបស់ពួកគេជាមួយគ្នាទៅវិញទៅមកនោះទេ។ គំរូនៃការជ្រៀតជ្រែកកើតឡើងសូម្បីតែនៅក្នុងដែនកំណត់នៅពេលដែលអេឡិចត្រុងឆ្លងកាត់រន្ធនៅក្នុងភាគថាសម្តងមួយៗ ពោលគឺអេឡិចត្រុងនីមួយៗជ្រៀតជ្រែកជាមួយខ្លួនវា។ នេះគឺមិនអាចទៅរួចទេសម្រាប់ភាគល្អិតមួយ ប៉ុន្តែពិតជាធម្មជាតិសម្រាប់រលក ឧទាហរណ៍ នៅពេលដែលវាត្រូវបានឆ្លុះបញ្ចាំង ឬបង្វែរដោយឧបសគ្គដែលវិមាត្រអាចប្រៀបធៀបទៅនឹងប្រវែងរបស់វា។ នៅក្នុងការពិសោធន៍នេះ ភាពទ្វេភាគល្អិតនៃរលកបង្ហាញដោយខ្លួនវាផ្ទាល់នៅក្នុងការពិតដែលថាអេឡិចត្រុងដូចគ្នាត្រូវបានចុះបញ្ជីជាភាគល្អិតមួយ ប៉ុន្តែរីករាលដាលជារលកនៃធម្មជាតិពិសេសមួយ៖ វាគឺជារលកនៃប្រូបាប៊ីលីតេនៃការរកឃើញអេឡិចត្រុងនៅចំណុចណាមួយក្នុងលំហ។ នៅក្នុងរូបភាពនៃដំណើរការខ្ចាត់ខ្ចាយបែបនេះ សំណួរគឺ៖ "តើភាគល្អិតអេឡិចត្រុងឆ្លងកាត់រន្ធមួយណា?" បាត់បង់អត្ថន័យរបស់វា ដោយសាររលកប្រូបាប៊ីលីតេដែលត្រូវគ្នាឆ្លងកាត់រន្ធទាំងពីរក្នុងពេលតែមួយ។

ឧទាហរណ៏មួយទៀតដែលបង្ហាញពីលក្ខណៈប្រូបាប៊ីលីតេនៃបាតុភូតនៃមេកានិចកង់ទិចគឺការឆ្លងកាត់ពន្លឺតាមរយៈចានថ្លា។ តាមនិយមន័យ ការឆ្លុះនៃពន្លឺគឺស្មើនឹងសមាមាត្រនៃចំនួន photon ដែលឆ្លុះបញ្ចាំងពីចានទៅចំនួនឧបទ្ទវហេតុ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ នេះមិនមែនជាលទ្ធផលនៃព្រឹត្តិការណ៍មួយចំនួនធំជាមធ្យមនោះទេ ប៉ុន្តែជាលក្ខណៈដែលមានតាំងពីដំបូងនៅក្នុងហ្វូតុននីមួយៗ។

គោលការណ៍នៃ superposition និងគោលគំនិតនៃប្រូបាប៊ីលីតេបានធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីអនុវត្តការសំយោគស្របគ្នានៃគំនិតនៃ "រលក" និង "ភាគល្អិត": គ្នានៃព្រឹត្តិការណ៍ quantum និងការចុះឈ្មោះរបស់វាគឺដាច់ពីគ្នាប៉ុន្តែការចែកចាយរបស់ពួកគេត្រូវបានកំណត់ដោយច្បាប់នៃ ការផ្សព្វផ្សាយនៃរលកប្រូបាប៊ីលីតេបន្ត។

ឥទ្ធិពលផ្លូវរូងក្រោមដី និងការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយដោយសំឡេង។ឥទ្ធិពលផ្លូវរូងក្រោមដីប្រហែលជាបាតុភូតដ៏ល្បីល្បាញបំផុតនៅក្នុងរូបវិទ្យាកង់ទិច។ វាត្រូវបានបង្កឡើងដោយលក្ខណៈសម្បត្តិរលកនៃវត្ថុ Quantum ហើយទទួលបានតែការពន្យល់គ្រប់គ្រាន់ក្នុងក្របខ័ណ្ឌនៃមេកានិចកង់ទិចប៉ុណ្ណោះ។ ឧទាហរណ៍នៃឥទ្ធិពលផ្លូវរូងក្រោមដីគឺការបំបែកស្នូលរ៉ាដ្យូមទៅជាស្នូលរ៉ាដុន និងភាគល្អិត α៖ Ra → Rn + α។

រូបភាពទី 3 បង្ហាញដ្យាក្រាមនៃសក្តានុពល α-decay V(r)៖ ភាគល្អិត α យោលជាមួយនឹងប្រេកង់ v នៅក្នុង "អណ្តូងសក្តានុពល" នៃស្នូលដែលមានបន្ទុក Z 0 ហើយបន្ទាប់ពីទុកវា វាផ្លាស់ទីក្នុង Coulomb ដ៏គួរឱ្យស្អប់ខ្ពើម សក្តានុពល 2Ze 2 / r ដែល Z = Z 0 -2 ។ នៅក្នុងមេកានិចបុរាណ ភាគល្អិតមិនអាចទុកសក្តានុពលមួយបានទេ ប្រសិនបើថាមពលរបស់វា E តិចជាងកម្ពស់នៃរបាំងសក្តានុពល V អតិបរមា។ នៅក្នុងមេកានិចកង់ទិច ដោយសារទំនាក់ទំនងមិនច្បាស់លាស់ ភាគល្អិតដែលមានប្រូបាប៊ីលីតេកំណត់ W ជ្រាបចូលទៅក្នុងតំបន់រង r 0< r < r 1 и может «просочиться» из области r < r 0 в область r >r 1 គឺស្រដៀងគ្នាទៅនឹងរបៀបដែលពន្លឺជ្រាបចូលទៅក្នុងតំបន់នៃស្រមោលធរណីមាត្រលើចម្ងាយដែលប្រៀបធៀបទៅនឹងរលកនៃពន្លឺ។ ដោយប្រើសមីការ Schrödinger យើងអាចគណនាមេគុណ D នៃការឆ្លងកាត់នៃភាគល្អិត α តាមរយៈរនាំងមួយ ដែលនៅក្នុងការប៉ាន់ស្មាន semiclassical គឺស្មើនឹង៖

យូរ ៗ ទៅចំនួនស្នូលរ៉ាដ្យូម N (t) ថយចុះយោងទៅតាមច្បាប់៖ N (t) = N 0 exp(-t/τ) ដែល τ គឺជាអាយុកាលមធ្យមនៃស្នូល N 0 គឺជាចំនួនដំបូងនៃ nuclei នៅ t = 0. ប្រូបាប៊ីលីតេ α- decay W = vD គឺទាក់ទងទៅនឹងអាយុកាលដោយទំនាក់ទំនង W = l/τ ដែលច្បាប់ Geiger-Nettol ដូចខាងក្រោម៖

ដែល υ គឺជាល្បឿននៃភាគល្អិតα នោះ Z គឺជាបន្ទុកនៃស្នូលលទ្ធផល។ ការពឹងផ្អែកនេះត្រូវបានរកឃើញដោយពិសោធន៍នៅឆ្នាំ 1909 ប៉ុន្តែមានតែនៅក្នុងឆ្នាំ 1928 G. Gamow (និងដោយឯករាជ្យពីរូបវិទូជនជាតិអង់គ្លេស R. Gurney និងរូបវិទូជនជាតិអាមេរិក E. Condon) ដំបូងបានពន្យល់វាជាភាសានៃមេកានិចកង់ទិច។ ដូច្នេះហើយ វាត្រូវបានបង្ហាញថា មេកានិចកង់ទិចមិនគ្រាន់តែពិពណ៌នាអំពីដំណើរការវិទ្យុសកម្ម និងបាតុភូតផ្សេងទៀតនៃរូបវិទ្យាអាតូមិកប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែវាក៏ជាបាតុភូតនៃរូបវិទ្យានុយក្លេអ៊ែរផងដែរ។

នៅក្នុងរូបវិទ្យាអាតូម ឥទ្ធិពលផ្លូវរូងក្រោមដីពន្យល់ពីបាតុភូតនៃការបំភាយអេឡិចត្រុងវាល។ នៅក្នុងវាលអគ្គីសនីឯកសណ្ឋាននៃកម្លាំង E សក្តានុពល Coulomb V(r) = -e 2 /r នៃការទាក់ទាញរវាងស្នូល និងអេឡិចត្រុងត្រូវបានបង្ខូចទ្រង់ទ្រាយ៖ V(r) = - e 2 /r - eEr កម្រិតថាមពលនៃ អាតូម E nl m ត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរដែលនាំទៅរកការផ្លាស់ប្តូរប្រេកង់ ν nk នៃការផ្លាស់ប្តូររវាងពួកវា (ឥទ្ធិពល Stark) ។ លើសពីនេះ តាមលក្ខណៈគុណភាព សក្តានុពលនេះក្លាយជាស្រដៀងគ្នាទៅនឹងសក្តានុពល α-decay ដែលជាលទ្ធផលដែលប្រូបាប៊ីលីតេកំណត់នៃការជីករូងក្រោមដីអេឡិចត្រុងតាមរយៈរបាំងសក្តានុពលកើតឡើង (R. Oppenheimer, 1928) ។ នៅពេលដែលតម្លៃសំខាន់នៃ E ត្រូវបានឈានដល់ របាំងថយចុះយ៉ាងខ្លាំងដែលអេឡិចត្រុងចាកចេញពីអាតូម (ដែលគេហៅថា avalanche ionization) ។

ការពុកផុយអាល់ហ្វាគឺជាករណីពិសេសនៃការពុកផុយនៃរដ្ឋពាក់កណ្តាលស្ថានី ដែលជាប់ទាក់ទងយ៉ាងជិតស្និទ្ធទៅនឹងគោលគំនិតនៃអនុភាពមេកានិចកង់ទិច ហើយអនុញ្ញាតឱ្យយើងយល់អំពីទិដ្ឋភាពបន្ថែមនៃដំណើរការមិនស្ថិតស្ថេរនៅក្នុងមេកានិចកង់ទិច។ ពីសមីការ Schrödinger វាដូចខាងក្រោមថាដំណោះស្រាយរបស់វាអាស្រ័យលើពេលវេលា:

ដែលជាកន្លែងដែល E គឺជា eigenvalue នៃ Hamiltonian Ĥ ដែលពិតប្រាកដសម្រាប់ប្រតិបត្តិករ Hermitian នៃមេកានិចកង់ទិច ហើយការសង្កេតដែលត្រូវគ្នា (ថាមពលសរុប E) មិនអាស្រ័យលើពេលវេលាទេ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយថាមពលនៃប្រព័ន្ធ nonstationary អាស្រ័យលើពេលវេលាហើយការពិតនេះអាចត្រូវបានគេយកមកពិចារណាជាផ្លូវការប្រសិនបើថាមពលនៃប្រព័ន្ធបែបនេះត្រូវបានបង្ហាញជាទម្រង់ស្មុគស្មាញ: E = E 0 - iΓ/2 ។ ក្នុងករណីនេះការពឹងផ្អែកនៃមុខងាររលកតាមពេលវេលាមានទម្រង់

ហើយប្រូបាប៊ីលីតេនៃការរកឃើញរដ្ឋដែលត្រូវគ្នានឹងថយចុះជានិទស្សន្ត៖

ដែលស្របគ្នាក្នុងទម្រង់ជាមួយច្បាប់ α-decay ជាមួយ decay constant τ = ħ/Г ។

នៅក្នុងដំណើរការបញ្ច្រាស ឧទាហរណ៍ នៅក្នុងការប៉ះទង្គិចនៃ deuterium និង nuclei tritium ដែលបណ្តាលឱ្យមានការបង្កើតអេលីយ៉ូម និងនឺត្រុង (ប្រតិកម្ម thermonuclear fusion) គំនិតនៃប្រតិកម្មផ្នែកឆ្លងកាត់ σ ត្រូវបានគេប្រើដែលត្រូវបានកំណត់ថាជារង្វាស់នៃ ប្រូបាប៊ីលីតេនៃប្រតិកម្មសម្រាប់លំហូរឯកតានៃភាគល្អិតដែលប៉ះទង្គិច។

សម្រាប់ភាគល្អិតបុរាណ ផ្នែកឆ្លងកាត់ដែលខ្ចាត់ខ្ចាយនៅលើបាល់នៃកាំ r 0 ស្របពេលជាមួយនឹងផ្នែកឆ្លងកាត់ធរណីមាត្ររបស់វា ហើយស្មើនឹង σ = πr 0 2 ។ នៅក្នុងមេកានិចកង់ទិច វាអាចត្រូវបានតំណាងតាមរយៈដំណាក់កាលខ្ចាត់ខ្ចាយ δl(k):

ដែល k = р/ħ = √2mE/ħ ជាលេខរលក លីត្រ ជាពេលគន្លងនៃប្រព័ន្ធ។ នៅក្នុងដែនកំណត់នៃថាមពលប៉ះទង្គិចទាបបំផុត ផ្នែកឆ្លងកាត់ quantum scattering σ = 4πr 0 2 គឺធំជាង 4 ដងនៃផ្នែកឆ្លងកាត់ធរណីមាត្រនៃបាល់។ (ឥទ្ធិពលនេះគឺជាផលវិបាកមួយនៃធម្មជាតិរលកនៃបាតុភូតកង់ទិច។)

ហើយផ្នែកឆ្លងកាត់ដែលខ្ចាត់ខ្ចាយគឺស្មើនឹង

ដែល λ = 1/k, W(E) គឺជាមុខងារ Breit-Wigner៖

នៅថាមពលខ្ចាត់ខ្ចាយទាប l 0 ≈ 0 ហើយរលក de Broglie λ គឺធំជាងទំហំនៃស្នូលយ៉ាងខ្លាំង ដូច្នេះហើយនៅ E = E 0 ផ្នែកឆ្លងកាត់នៃនុយក្លេអ៊ែរ σ res ≈ 4πλ 0 2 អាចមានរាប់ពាន់លាន។ ដងធំជាងផ្នែកឆ្លងកាត់ធរណីមាត្រ πr 0 2 ។ នៅក្នុងរូបវិទ្យានុយក្លេអ៊ែរ ប្រតិបត្តិការនៃរ៉េអាក់ទ័រនុយក្លេអ៊ែរ និងទែម៉ូនុយក្លេអ៊ែ អាស្រ័យលើផ្នែកឆ្លងកាត់ទាំងនេះ។ នៅក្នុងរូបវិទ្យាអាតូម បាតុភូតនេះត្រូវបានសង្កេតឃើញជាលើកដំបូងដោយ J. Frank និង G. Hertz (1913) ក្នុងការពិសោធន៍លើការស្រូបយកអេឡិចត្រុងដោយអាតូមបារត។ ក្នុងករណីផ្ទុយ (δ 0 = 0) ផ្នែកឆ្លងកាត់ដែលខ្ចាត់ខ្ចាយគឺតូចមិនធម្មតា (ឥទ្ធិពល Ramsauer, 1921) ។

មុខងារ W(E) ត្រូវបានគេស្គាល់នៅក្នុងអុបទិកថាជាទម្រង់ខ្សែការបំភាយ Lorentz និងមានទម្រង់នៃខ្សែកោង resonance ធម្មតាដែលមានអតិបរមានៅ E = E 0 និងទទឹង resonance Г = 2∆E = 2 (E - E 0 ) ត្រូវបានកំណត់ពីទំនាក់ទំនង W(E 0 ± ΔΕ) = W(E 0)/2 ។ អនុគមន៍ W(E) គឺមានលក្ខណៈជាសកល ហើយពិពណ៌នាទាំងការពុកផុយនៃស្ថានភាព quasi-stationary និងការពឹងផ្អែកខ្លាំងនៃផ្នែកឆ្លងកាត់ដែលខ្ចាត់ខ្ចាយនៅលើថាមពលប៉ះទង្គិច E ហើយនៅក្នុងបាតុភូតវិទ្យុសកម្ម វាកំណត់ទទឹងធម្មជាតិ Г នៃបន្ទាត់វិសាលគម។ ដែលទាក់ទងទៅនឹងអាយុកាល τ នៃអ្នកបញ្ចេញដោយទំនាក់ទំនង τ = ħ/Г . សមាមាត្រនេះក៏កំណត់អាយុកាលនៃភាគល្អិតបឋមផងដែរ។

ពីនិយមន័យនៃ τ = ħ/G ដោយគិតគូរពីសមភាព Г = 2∆E ទំនាក់ទំនងមិនច្បាស់លាស់សម្រាប់ថាមពល និងពេលវេលាដូចខាងក្រោម៖ ∆E ∙ ∆t ≥ ħ/2 ដែល ∆t ≥ τ ។ នៅក្នុងទម្រង់វាស្រដៀងទៅនឹងទំនាក់ទំនង ∆х ∙ ∆р ≥ ħ/2 ប៉ុន្តែស្ថានភាព ontological នៃវិសមភាពនេះគឺខុសគ្នា ចាប់តាំងពីនៅក្នុង quantum mechanics time t មិនមែនជាអថេរថាមវន្ត។ ដូច្នេះ ទំនាក់ទំនង ∆E ∙ ∆t ≥ ħ/2 មិនធ្វើតាមដោយផ្ទាល់ពី postulates មូលដ្ឋាននៃមេកានិចកង់ទិចស្ថានី ហើយនិយាយយ៉ាងតឹងរ៉ឹង មានន័យសម្រាប់តែប្រព័ន្ធដែលថាមពលផ្លាស់ប្តូរតាមពេលវេលាប៉ុណ្ណោះ។ អត្ថន័យរូបវន្តរបស់វាគឺថាក្នុងអំឡុងពេល ∆t ថាមពលនៃប្រព័ន្ធមិនអាចវាស់វែងបានត្រឹមត្រូវជាងតម្លៃ ∆E ដែលកំណត់ដោយទំនាក់ទំនង ∆E ∙ ∆t ≥ ħ/2 ។ ស្ថានភាពស្ថានី (ΔE→0) មានមិនកំណត់ (∆t→∞)។

បង្វិល អត្តសញ្ញាណភាគល្អិត និងអន្តរកម្មផ្លាស់ប្តូរ។គោលគំនិតនៃ "បង្វិល" ត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងរូបវិទ្យា តាមរយៈស្នាដៃរបស់ W. Pauli ដែលជារូបវិទូជនជាតិហូឡង់ R. Kronig, S. Goudsmit និង J. Uhlenbeck (1924-27) ទោះបីជាភស្តុតាងពិសោធន៍នៃអត្ថិភាពរបស់វាត្រូវបានទទួលជាយូរមកហើយមុនពេលការបង្កើតក៏ដោយ។ នៃមេកានិចកង់ទិចនៅក្នុងការពិសោធន៍របស់ A. Einstein និង W. J. de Haas (1915) ក៏ដូចជា O. Stern និងរូបវិទូអាល្លឺម៉ង់ W. Gerlach (1922) ។ ការបង្វិល (សន្ទុះមេកានិករបស់ភាគល្អិត) សម្រាប់អេឡិចត្រុងគឺស្មើនឹង S = ħ/2 ។ នេះគឺជាលក្ខណៈសំខាន់ដូចគ្នានៃភាគល្អិត quantum ជាបន្ទុក និងម៉ាស់ ដែលទោះជាយ៉ាងណាមិនមាន analogues បុរាណ។

ប្រតិបត្តិករបង្វិល Ŝ = ħσˆ/2 ដែល σˆ= (σˆ x, σˆ y, σˆ z) គឺជាម៉ាទ្រីស Pauli ពីរវិមាត្រ ត្រូវបានកំណត់នៅក្នុងចន្លោះនៃអនុគមន៍ eigen ពីរ u = (u + , u -) នៃ ប្រតិបត្តិករ Ŝ z នៃការព្យាករបង្វិលលើអ័ក្ស z: σˆ z u = σu, σ= ± 1/2 ។ មេដែកខាងក្នុងμនៃភាគល្អិតដែលមានម៉ាស m និងវិល S គឺស្មើនឹង μ = 2μ 0 S ដែល μ 0 = еħ/2mс គឺជាមេដែក Bohr ។ ប្រតិបត្តិករ Ŝ 2 និង Ŝ z ធ្វើដំណើរជាមួយសំណុំ Ĥ 0 L 2 និង L z នៃប្រតិបត្តិករនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែន ហើយរួមគ្នាបង្កើតជា Hamiltonian នៃសមីការ Pauli (1927) ដំណោះស្រាយដែលត្រូវបានរាប់លេខដោយសំណុំ i = ( nlmσ) នៃលេខបរិមាណនៃ eigenvalues ​​នៃសំណុំនៃប្រតិបត្តិករធ្វើដំណើរ Ĥ 0 , L 2 , L z , Ŝ 2 , Ŝ z ។ ដំណោះស្រាយទាំងនេះពិពណ៌នាអំពីលក្ខណៈពិសេសដ៏ស្រទន់បំផុតនៃវិសាលគមអាតូមដែលបានសង្កេត ជាពិសេសការបំបែកខ្សែវិសាលគមនៅក្នុងវាលម៉ាញេទិក (ឥទ្ធិពល Zeeman ធម្មតា និងមិនធម្មតា) ក៏ដូចជារចនាសម្ព័ន្ធពហុគុណរបស់ពួកគេ ដែលជាលទ្ធផលនៃអន្តរកម្មនៃការបង្វិលអេឡិចត្រុងជាមួយ សន្ទុះគន្លងនៃអាតូម (រចនាសម្ព័ន្ធល្អ) និងការបង្វិលនៃស្នូល (រចនាសម្ព័ន្ធ hyperfine) ។

នៅឆ្នាំ 1924 សូម្បីតែមុនពេលបង្កើត quantum mechanics ក៏ដោយ W. Pauli បានបង្កើតគោលការណ៍ហាមឃាត់៖ អាតូមមួយមិនអាចមានអេឡិចត្រុងពីរដែលមានលេខ quantum ដូចគ្នា i = (nlmσ) ទេ។ គោលការណ៍នេះបានធ្វើឱ្យវាអាចយល់អំពីរចនាសម្ព័ន្ធនៃប្រព័ន្ធតាមកាលកំណត់នៃធាតុគីមី និងពន្យល់ពីភាពទៀងទាត់នៃការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងលក្ខណៈសម្បត្តិគីមីរបស់ពួកគេជាមួយនឹងការកើនឡើងឯកតានៃបន្ទុកនៃស្នូលរបស់វា។

គោលការណ៍ដកចេញគឺជាករណីពិសេសនៃគោលការណ៍ទូទៅដែលបង្កើតទំនាក់ទំនងរវាងការបង្វិលនៃភាគល្អិតមួយ និងស៊ីមេទ្រីនៃមុខងាររលករបស់វា។ អាស្រ័យលើតម្លៃបង្វិល ភាគល្អិតបឋមទាំងអស់ត្រូវបានបែងចែកជាពីរថ្នាក់៖ fermions - ភាគល្អិតជាមួយនឹងការបង្វិលពាក់កណ្តាលចំនួនគត់ (អេឡិចត្រុង ប្រូតុង μ-meson ។ , K -meson ។ល។) ។ នៅឆ្នាំ 1940 Pauli បានបង្ហាញទ្រឹស្តីបទទូទៅលើការតភ្ជាប់រវាងការបង្វិល និងស្ថិតិ ដែលវាកើតឡើងថាមុខងាររលកនៃប្រព័ន្ធ fermion ណាមួយមានភាពស្មើគ្នាអវិជ្ជមាន (ពួកវាផ្លាស់ប្តូរសញ្ញានៅពេលដែលពួកគេត្រូវបានរៀបចំឡើងវិញជាគូ) និងភាពស្មើគ្នានៃមុខងាររលក។ នៃប្រព័ន្ធ boson គឺតែងតែវិជ្ជមាន។ អនុលោមតាមនេះ ការចែកចាយថាមពលភាគល្អិតមានពីរប្រភេទគឺ ការចែកចាយ Fermi-Dirac និងការចែកចាយ Bose-Einstein ដែលជាករណីពិសេសមួយគឺការចែកចាយ Planck សម្រាប់ប្រព័ន្ធនៃ photons ។

ផលវិបាកមួយនៃគោលការណ៍ Pauli គឺអត្ថិភាពនៃអន្តរកម្មផ្លាស់ប្តូរ ដែលបង្ហាញខ្លួនឯងរួចហើយនៅក្នុងប្រព័ន្ធនៃអេឡិចត្រុងពីរ។ ជាពិសេស វាគឺជាអន្តរកម្មនេះដែលធានានូវចំណងគីមី covalent នៃអាតូមនៅក្នុងម៉ូលេគុល H 2, N 2, O 2 ជាដើម។ អន្តរកម្មផ្លាស់ប្តូរគឺជាឥទ្ធិពល Quantum ទាំងស្រុង មិនមាន analogue នៃអន្តរកម្មបែបនេះនៅក្នុងរូបវិទ្យាបុរាណទេ។ ភាពជាក់លាក់របស់វាត្រូវបានពន្យល់ដោយការពិតដែលថាដង់ស៊ីតេប្រូបាប៊ីលីតេនៃមុខងាររលកនៃប្រព័ន្ធនៃអេឡិចត្រុងពីរ |ψ(r 1 , r 2)| 2 មិនត្រឹមតែមានពាក្យ |ψ n (r 1)| ប៉ុណ្ណោះទេ 2 |ψ m (r 2)| 2 ដែល n និង m គឺជាស្ថានភាពបរិមាណនៃអេឡិចត្រុងនៃអាតូមទាំងពីរ ប៉ុន្តែក៏ជា "លក្ខខណ្ឌផ្លាស់ប្តូរ" ψ n * (r 1)ψ m * (r 1)ψ n (r 2)ψ m (r 2) ដែលកើតឡើងជាលទ្ធផលនៃគោលការណ៍ superposition ដែលអនុញ្ញាតឱ្យអេឡិចត្រុងនីមួយៗក្នុងពេលដំណាលគ្នានៅក្នុងស្ថានភាពនៃបរិមាណផ្សេងគ្នា n និង m នៃអាតូមទាំងពីរ។ លើសពីនេះ ដោយសារគោលការណ៍ Pauli ផ្នែកបង្វិលនៃមុខងាររលកនៃម៉ូលេគុលត្រូវតែមានភាពស៊ីមេទ្រីទាក់ទងនឹងការរៀបចំឡើងវិញនៃអេឡិចត្រុង ពោលគឺចំណងគីមីនៃអាតូមក្នុងម៉ូលេគុលត្រូវបានអនុវត្តដោយអេឡិចត្រុងមួយគូ។ ការបង្វិលដែលដឹកនាំ។ មុខងាររលកនៃម៉ូលេគុលស្មុគ្រស្មាញអាចត្រូវបានតំណាងថាជា superposition នៃមុខងាររលកដែលត្រូវគ្នាទៅនឹងការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធផ្សេងៗនៃម៉ូលេគុល (ទ្រឹស្តី resonance, L. Pauling, 1928)។

វិធីសាស្រ្តគណនាដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងមេកានិចកង់ទិច (វិធីសាស្ត្រ Hartree-Fock វិធីសាស្ត្រគន្លងម៉ូលេគុល។ អាតូមនៅក្នុងម៉ូលេគុល ថាមពល និងទិសដៅនៃចំណងគីមី ទីតាំងនៃអាតូមក្នុងលំហ និងបង្កើតផ្ទៃសក្តានុពលដែលកំណត់ទិសដៅនៃប្រតិកម្មគីមី។ វិធីសាស្រ្តនេះក៏ធ្វើឱ្យវាអាចគណនាសក្តានុពលនៃអន្តរអាតូមិក និងអន្តរម៉ូលេគុល ជាពិសេសកម្លាំង van der Waals ដើម្បីប៉ាន់ប្រមាណកម្លាំងនៃចំណងអ៊ីដ្រូសែន។ល។ ដូច្នេះបញ្ហានៃចំណងគីមីត្រូវបានកាត់បន្ថយទៅជាបញ្ហានៃការគណនាបរិមាណ។ លក្ខណៈនៃប្រព័ន្ធនៃភាគល្អិតដែលមានអន្តរកម្ម Coulomb ហើយតាមទស្សនៈនេះ គីមីវិទ្យារចនាសម្ព័ន្ធអាចត្រូវបានចាត់ទុកថាជាសាខាមួយនៃមេកានិចកង់ទិច។

អន្តរកម្មផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងសំខាន់អាស្រ័យលើប្រភេទនៃអន្តរកម្មសក្តានុពលរវាងភាគល្អិត។ ជាពិសេសនៅក្នុងលោហធាតុមួយចំនួនវាច្បាស់ណាស់ដោយសារតែវាថាស្ថានភាពនៃគូនៃអេឡិចត្រុងជាមួយនឹងការបង្វិលប៉ារ៉ាឡែលគឺមានស្ថេរភាពជាងដែលពន្យល់ពីបាតុភូតនៃ ferromagnetism ។

ការអនុវត្តមេកានិចកង់ទិច។មេកានិច Quantum គឺជាមូលដ្ឋានទ្រឹស្តីនៃរូបវិទ្យា Quantum ។ វាធ្វើឱ្យវាអាចយល់អំពីរចនាសម្ព័ន្ធនៃសែលអេឡិកត្រូនិកនៃអាតូម និងលំនាំនៅក្នុងវិសាលគមនៃការបំភាយរបស់ពួកគេ រចនាសម្ព័ន្ធនៃនុយក្លេអ៊ែ និងច្បាប់នៃការបំបែកវិទ្យុសកម្មរបស់ពួកគេ ប្រភពដើមនៃធាតុគីមី និងការវិវត្តន៍នៃផ្កាយ រួមទាំងការផ្ទុះនៃណូវ៉ា។ និង supernovae ក៏ដូចជាប្រភពនៃថាមពលពន្លឺព្រះអាទិត្យ។ មេកានិច Quantum បានពន្យល់ពីអត្ថន័យនៃប្រព័ន្ធតាមកាលកំណត់នៃធាតុ ធម្មជាតិនៃចំណងគីមី និងរចនាសម្ព័ន្ធនៃគ្រីស្តាល់ សមត្ថភាពកំដៅ និងលក្ខណៈសម្បត្តិម៉ាញេទិកនៃសារធាតុ បាតុភូតនៃ superconductivity និង superfluidity ជាដើម។ មេកានិច Quantum គឺជាមូលដ្ឋានរូបវន្តនៃបច្ចេកទេសជាច្រើន កម្មវិធី៖ ការវិភាគវិសាលគម ឡាស៊ែរ ត្រង់ស៊ីស្ទ័រ និងកុំព្យូទ័រ រ៉េអាក់ទ័រនុយក្លេអ៊ែរ និងគ្រាប់បែកអាតូមិក។ល។

លក្ខណៈសម្បត្តិនៃលោហធាតុ ឌីអេឡិចត្រិច សារធាតុ semiconductors និងសារធាតុផ្សេងទៀតក៏ទទួលបានការពន្យល់ពីធម្មជាតិនៅក្នុងក្របខ័ណ្ឌនៃមេកានិចកង់ទិចផងដែរ។ នៅក្នុងគ្រីស្តាល់ អាតូមធ្វើរំញ័រតូចៗនៅជិតទីតាំងលំនឹងជាមួយនឹងប្រេកង់ω ដែលត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងបរិមាណនៃការរំញ័រនៃបន្ទះឈើគ្រីស្តាល់ និងភាគល្អិតពាក់កណ្តាលដែលត្រូវគ្នា - phonons ដែលមានថាមពល E = ħω។ សមត្ថភាពកំដៅនៃគ្រីស្តាល់មួយត្រូវបានកំណត់យ៉ាងទូលំទូលាយដោយសមត្ថភាពកំដៅនៃឧស្ម័ន phonon ហើយចរន្តកំដៅរបស់វាអាចត្រូវបានបកស្រាយថាជាចរន្តកំដៅនៃឧស្ម័ន phonon ។ នៅក្នុងលោហធាតុ អេឡិចត្រុង conduction គឺជាឧស្ម័ននៃសារធាតុ fermion ហើយការខ្ចាត់ខ្ចាយរបស់វាដោយ phonons គឺជាមូលហេតុចម្បងនៃភាពធន់នឹងចរន្តអគ្គិសនីរបស់ conductors ហើយក៏ពន្យល់ពីភាពស្រដៀងគ្នានៃលក្ខណៈសម្បត្តិកម្ដៅ និងអគ្គិសនីនៃលោហៈ (សូមមើលច្បាប់ Wiedemann-Franz)។ នៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធដែលបានបញ្ជាដោយម៉ាញេទិក quasiparticles លេចឡើង - magnons ដែលត្រូវនឹងរលកវិលក្នុងអង្គធាតុរាវ quanta នៃការរំញ័របង្វិល - rotons លេចឡើង ហើយលក្ខណៈសម្បត្តិម៉ាញ៉េទិចនៃសារធាតុត្រូវបានកំណត់ដោយការវិលនៃអេឡិចត្រុងនិងស្នូល (សូមមើលម៉ាញេទិក) ។ អន្តរកម្មនៃអេឡិចត្រុង និងនុយក្លេអ៊ែរវិលជាមួយនឹងដែនម៉ាញេទិក គឺជាមូលដ្ឋានសម្រាប់ការអនុវត្តជាក់ស្តែងនៃបាតុភូតនៃអេឡិចត្រូម៉ាញេទិក និងអនុភាពម៉ាញេទិកនុយក្លេអ៊ែរ ជាពិសេសនៅក្នុងរូបភាពវេជ្ជសាស្ត្រ។

រចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ដែលបានបញ្ជាឱ្យបង្កើតស៊ីមេទ្រីបន្ថែមនៃ Hamiltonian ទាក់ទងនឹងការផ្លាស់ប្តូរ x → x + a ដែល a គឺជារយៈពេលនៃបន្ទះឈើគ្រីស្តាល់។ ការពិចារណាលើរចនាសម្ព័ន្ធតាមកាលកំណត់នៃប្រព័ន្ធ quantum នាំទៅដល់ការបំបែកវិសាលគមថាមពលរបស់វាទៅជាតំបន់អនុញ្ញាត និងហាមឃាត់។ រចនាសម្ព័ននៃកម្រិតថាមពលនេះបង្កប់នូវប្រតិបត្តិការរបស់ត្រង់ស៊ីស្ទ័រ និងគ្រឿងអេឡិចត្រូនិចទាំងអស់ដែលមានមូលដ្ឋានលើពួកវា (ទូរទស្សន៍ កុំព្យូទ័រ ទូរស័ព្ទដៃ។ល។)។ នៅដើមសតវត្សទី 21 ការរីកចម្រើនគួរឱ្យកត់សម្គាល់ត្រូវបានបង្កើតឡើងក្នុងការបង្កើតគ្រីស្តាល់ដែលមានលក្ខណៈសម្បត្តិជាក់លាក់និងរចនាសម្ព័ន្ធនៃក្រុមថាមពល (superlattices, photonic crystals និង heterostructures: quantum dots, quantum threads, nanotubes ជាដើម) ។

នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពថយចុះ សារធាតុមួយចំនួនបានចូលទៅក្នុងស្ថានភាពនៃអង្គធាតុរាវ quantum ថាមពលដែលនៅសីតុណ្ហភាព T → 0 ខិតជិតថាមពលនៃលំយោលសូន្យនៃប្រព័ន្ធ។ នៅក្នុងលោហធាតុមួយចំនួននៅសីតុណ្ហភាពទាបគូ Cooper ត្រូវបានបង្កើតឡើង - ប្រព័ន្ធនៃអេឡិចត្រុងពីរជាមួយនឹងការបង្វិលផ្ទុយនិង momenta ។ ក្នុងករណីនេះ ឧស្ម័នអេឡិចត្រុងនៃ fermions ត្រូវបានបំប្លែងទៅជាឧស្ម័ននៃ bosons ដែលរួមបញ្ចូល Bose condensation ដែលពន្យល់ពីបាតុភូតនៃ superconductivity ។

នៅសីតុណ្ហភាពទាប រលក de Broglie នៃចលនាកម្ដៅនៃអាតូមអាចប្រៀបធៀបបានទៅនឹងចម្ងាយអន្តរអាតូម ហើយការជាប់ទាក់ទងគ្នានៃដំណាក់កាលនៃមុខងាររលកនៃភាគល្អិតជាច្រើនកើតឡើង ដែលនាំទៅដល់ឥទ្ធិពល macroscopic quantum (បែបផែន Josephson បរិមាណលំហូរម៉ាញ៉េទិច ប្រភាគ quantum Hall ។ ឥទ្ធិពល, ការឆ្លុះបញ្ចាំង Andreev) ។

ដោយផ្អែកលើបាតុភូត quantum ស្តង់ដារ quantum ត្រឹមត្រូវបំផុតនៃបរិមាណរូបវន្តផ្សេងៗត្រូវបានបង្កើតឡើង៖ ប្រេកង់ (helium-neon laser) វ៉ុលអគ្គិសនី (បែបផែន Josephson) ធន់ទ្រាំ (quantum Hall effect) ជាដើម ព្រមទាំងឧបករណ៍សម្រាប់ភាពជាក់លាក់ផ្សេងៗ។ ការវាស់វែង៖ SQUIDS, នាឡិកាកង់ទិច, quantum gyroscope ជាដើម។

មេកានិច Quantum បានកើតឡើងជាទ្រឹស្ដីមួយដើម្បីពន្យល់ពីបាតុភូតជាក់លាក់នៃរូបវិទ្យាអាតូមិក (ដំបូងឡើយវាត្រូវបានគេហៅថាថាមវន្តអាតូម) ប៉ុន្តែបន្តិចម្ដងៗវាច្បាស់ថា មេកានិចកង់ទិចក៏បង្កើតជាមូលដ្ឋាននៃរូបវិទ្យាអាតូមិកទាំងអស់ ហើយគោលគំនិតជាមូលដ្ឋានទាំងអស់អាចអនុវត្តបានដើម្បីពិពណ៌នាអំពី បាតុភូតនៃរូបវិទ្យានុយក្លេអ៊ែរ និងភាគល្អិតបឋម។ មេកានិចកង់ទិចដើមគឺមិនទាក់ទងគ្នា ពោលគឺវាបានពិពណ៌នាអំពីចលនានៃប្រព័ន្ធក្នុងល្បឿនទាបជាងល្បឿនពន្លឺ។ អន្តរកម្មនៃភាគល្អិតនៅក្នុងទ្រឹស្តីនេះនៅតែត្រូវបានពិពណ៌នានៅក្នុងពាក្យបុរាណ។ នៅឆ្នាំ 1928 P. Dirac បានរកឃើញសមីការទំនាក់ទំនងនៃ quantum mechanics (Dirac equation) ដែលខណៈពេលដែលរក្សានូវគោលគំនិតទាំងអស់របស់វា បានគិតគូរពីតម្រូវការនៃទ្រឹស្ដីនៃទំនាក់ទំនង។ លើសពីនេះទៀត ទម្រង់បែបបទនៃបរិមាណបន្ទាប់បន្សំត្រូវបានបង្កើតឡើង ដែលពិពណ៌នាអំពីកំណើត និងការបំផ្លិចបំផ្លាញនៃភាគល្អិត ជាពិសេសកំណើត និងការស្រូបចូលនៃសារធាតុ photons នៅក្នុងដំណើរការវិទ្យុសកម្ម។ នៅលើមូលដ្ឋាននេះ អេឡិចត្រូឌីណាមិកកង់ទិចបានកើតឡើង ដែលធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីគណនាជាមួយនឹងភាពត្រឹមត្រូវដ៏អស្ចារ្យនូវលក្ខណៈសម្បត្តិទាំងអស់នៃប្រព័ន្ធដែលមានអន្តរកម្មអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច។ ក្រោយមកវាបានអភិវឌ្ឍទៅជាទ្រឹស្ដីវាលកង់ទិច ដែលបង្រួបបង្រួមភាគល្អិត និងវាលដែលពួកវាធ្វើអន្តរកម្មក្នុងទម្រង់បែបបទតែមួយ។

ដើម្បីពិពណ៌នាអំពីភាគល្អិតបឋម និងអន្តរកម្មរបស់វា គោលគំនិតជាមូលដ្ឋានទាំងអស់នៃមេកានិចកង់ទិចត្រូវបានប្រើ៖ រលក-ភាគល្អិត dualism នៅតែមានសុពលភាព ភាសានៃប្រតិបត្តិករ និងលេខ quantum ការបកស្រាយប្រូបាប៊ីលីតេនៃបាតុភូតដែលបានសង្កេត។ល។ ត្រូវបានរក្សាទុក។ ជាពិសេស ដើម្បីពន្យល់ពីការបំប្លែងនៃនឺត្រុងណូសបីប្រភេទ៖ v e, ν μ និង ν τ (លំយោលនឺត្រុងណូ) ក៏ដូចជា K-mesons អព្យាក្រឹត គោលការណ៍នៃការដាក់លើសនៃរដ្ឋត្រូវបានប្រើប្រាស់។

ការបកស្រាយនៃមេកានិចកង់ទិច. សុពលភាពនៃសមីការ និងការសន្និដ្ឋាននៃមេកានិចកង់ទិចត្រូវបានបញ្ជាក់ម្តងហើយម្តងទៀតដោយការពិសោធន៍ជាច្រើន។ ប្រព័ន្ធនៃគោលគំនិតរបស់វា ដែលបង្កើតឡើងដោយស្នាដៃរបស់ N. Bohr សិស្ស និងអ្នកដើរតាមរបស់គាត់ ដែលត្រូវបានគេស្គាល់ថាជា "ការបកស្រាយទីក្រុង Copenhagen" ឥឡូវនេះត្រូវបានទទួលយកជាទូទៅ ទោះបីជាអ្នកបង្កើតមេកានិចកង់ទិចមួយចំនួន (M. Planck, A. Einstein និង E. Schrödinger ជាដើម) រហូតដល់ចុងបញ្ចប់នៃជីវិតរបស់ពួកគេនៅតែជឿជាក់ថា មេកានិចកង់ទិច គឺជាទ្រឹស្តីមិនពេញលេញ។ ការលំបាកជាក់លាក់នៃការយល់ដឹងអំពីមេកានិចកង់ទិចគឺដោយសារតែការពិតដែលភាគច្រើននៃគោលគំនិតជាមូលដ្ឋានរបស់វា (រលក ភាគល្អិត ការសង្កេត។ល។) ត្រូវបានគេយកចេញពីរូបវិទ្យាបុរាណ។ នៅក្នុងមេកានិចកង់ទិច អត្ថន័យ និងវិសាលភាពនៃការអនុវត្តរបស់ពួកគេមានកម្រិត ដោយសារភាពកំណត់នៃសកម្មភាព quantum h ហើយនេះទាមទារឱ្យមានការពិនិត្យឡើងវិញនូវបទប្បញ្ញត្តិដែលបានបង្កើតឡើងនៃទស្សនវិជ្ជានៃចំណេះដឹង។

ដំបូងបង្អស់ នៅក្នុងមេកានិចកង់ទិច អត្ថន័យនៃគំនិតនៃ "ការសង្កេត" បានផ្លាស់ប្តូរ។ នៅក្នុងរូបវិទ្យាបុរាណ វាត្រូវបានគេសន្មត់ថាការរំខាននៅក្នុងប្រព័ន្ធដែលកំពុងសិក្សាដែលបណ្តាលមកពីដំណើរការវាស់វែងអាចត្រូវបានគេយកមកពិចារណាយ៉ាងត្រឹមត្រូវ បន្ទាប់ពីនោះវាអាចស្តារស្ថានភាពដំបូងនៃប្រព័ន្ធឡើងវិញដោយឯករាជ្យពីមធ្យោបាយនៃការសង្កេត។ នៅក្នុងមេកានិចកង់ទិច ទំនាក់ទំនងមិនច្បាស់លាស់ដាក់កម្រិតជាមូលដ្ឋានលើផ្លូវនេះ ដែលមិនពាក់ព័ន្ធនឹងជំនាញរបស់អ្នកពិសោធន៍ និងភាពទន់ភ្លន់នៃវិធីសាស្ត្រសង្កេតដែលបានប្រើ។ បរិមាណនៃសកម្មភាព h កំណត់ព្រំដែននៃមេកានិចកង់ទិច ដូចជាល្បឿននៃពន្លឺនៅក្នុងទ្រឹស្តីនៃបាតុភូតអេឡិចត្រូម៉ាញេទិក ឬសូន្យដាច់ខាតនៃសីតុណ្ហភាពនៅក្នុងទែរម៉ូឌីណាមិក។

ហេតុផលសម្រាប់ការបដិសេធនៃទំនាក់ទំនងមិនច្បាស់លាស់ និងវិធីដើម្បីយកឈ្នះលើការលំបាកនៃការយល់ឃើញពីលទ្ធផលឡូជីខលរបស់វាត្រូវបានស្នើឡើងដោយ N. Bohr ក្នុងគំនិតនៃការបំពេញបន្ថែម (សូមមើលគោលការណ៍បំពេញបន្ថែម) ។ យោងតាមលោក Bohr ការពិពណ៌នាពេញលេញ និងគ្រប់គ្រាន់នៃបាតុភូត quantum តម្រូវឱ្យមានគោលគំនិតបន្ថែមមួយគូ និងគូដែលត្រូវគ្នានៃការសង្កេត។ ការវាស់វែងដែលអាចសង្កេតបានទាំងនេះតម្រូវឱ្យមានឧបករណ៍ពីរប្រភេទផ្សេងគ្នាដែលមានលក្ខណៈសម្បត្តិមិនឆបគ្នា។ ជាឧទាហរណ៍ ដើម្បីវាស់កូអរដោណេបានត្រឹមត្រូវ អ្នកត្រូវការឧបករណ៍ដែលមានស្ថេរភាព និងធំ ប៉ុន្តែដើម្បីវាស់កម្លាំងរុញច្រាន ផ្ទុយទៅវិញ អ្នកត្រូវការឧបករណ៍ដែលមានពន្លឺ និងរសើប។ ឧបករណ៍ទាំងពីរនេះមិនឆបគ្នាទេ ប៉ុន្តែពួកវាត្រូវបានបំពេញបន្ថែមក្នុងន័យថាបរិមាណទាំងពីរដែលវាស់ដោយពួកវាគឺចាំបាច់ស្មើគ្នាដើម្បីកំណត់លក្ខណៈពេញលេញនៃវត្ថុ ឬបាតុភូតមួយ។ លោក Bohr បានពន្យល់ថា "បាតុភូត" និង "ការសង្កេត" គឺជាគោលគំនិតបន្ថែម ហើយមិនអាចកំណត់ដោយឡែកពីគ្នាបានទេ៖ ដំណើរការនៃការសង្កេតគឺជាបាតុភូតជាក់លាក់មួយ ហើយបើគ្មានការសង្កេតទេ បាតុភូតគឺជា "វត្ថុនៅក្នុងខ្លួនវា" ។ តាមការពិត យើងតែងតែដោះស្រាយមិនមែនជាមួយនឹងបាតុភូតនេះទេ ប៉ុន្តែជាមួយនឹងលទ្ធផលនៃការសង្កេតបាតុភូត ហើយលទ្ធផលនេះអាស្រ័យទៅលើជម្រើសនៃប្រភេទឧបករណ៍ដែលប្រើដើម្បីវាស់លក្ខណៈរបស់វត្ថុ Quantum ។ មេកានិច Quantum ពន្យល់ និងទស្សន៍ទាយលទ្ធផលនៃការសង្កេតបែបនេះ ដោយមិនមានការបំពានណាមួយឡើយ។

ភាពខុសគ្នាដ៏សំខាន់មួយរវាងសមីការកង់ទិច និងសមីការបុរាណគឺថា មុខងាររលកនៃប្រព័ន្ធ quantum ខ្លួនវាមិនអាចសង្កេតឃើញបានទេ ហើយបរិមាណទាំងអស់ដែលបានគណនាដោយជំនួយរបស់វាមានអត្ថន័យប្រហែល។ លើសពីនេះ គំនិតនៃប្រូបាប៊ីលីតេនៅក្នុងមេកានិចកង់ទិចគឺខុសគ្នាជាមូលដ្ឋានពីការយល់ដឹងធម្មតានៃប្រូបាប៊ីលីតេជារង្វាស់នៃភាពល្ងង់ខ្លៅរបស់យើងចំពោះព័ត៌មានលម្អិតនៃដំណើរការ។ ប្រូបាប៊ីលីតេនៅក្នុងមេកានិចកង់ទិច គឺជាទ្រព្យសម្បត្តិខាងក្នុងនៃបាតុភូតកង់ទិចនីមួយៗ ដែលមាននៅក្នុងវាដំបូង និងឯករាជ្យនៃការវាស់វែង ហើយមិនមែនជាវិធីតំណាងឱ្យលទ្ធផលនៃការវាស់វែងនោះទេ។ យោងតាមនេះ គោលការណ៍នៃ superposition នៅក្នុង quantum mechanics មិនមែនសំដៅលើប្រូបាប៊ីលីតេទេ ប៉ុន្តែចំពោះទំហំប្រូបាប៊ីលីតេ។ លើសពីនេះ ដោយសារតែលក្ខណៈនៃព្រឹត្តិការណ៍ដែលអាចកើតមាន ការដាក់លើសចំណុះនៃរដ្ឋ quantum អាចរួមបញ្ចូលរដ្ឋដែលមិនឆបគ្នាពីទស្សនៈបុរាណ ឧទាហរណ៍ ស្ថានភាពនៃ photons ដែលឆ្លុះបញ្ចាំង និងបញ្ជូននៅព្រំដែននៃអេក្រង់ថ្លា ឬស្ថានភាពជំនួស។ អេឡិចត្រុងឆ្លងកាត់រន្ធណាមួយនៅក្នុងការពិសោធន៍ជ្រៀតជ្រែកដ៏ល្បីល្បាញ។

ការច្រានចោលការបកស្រាយដែលទំនងនៃមេកានិចកង់ទិចបានបង្កឱ្យមានការប៉ុនប៉ងជាច្រើនដើម្បីកែប្រែគោលការណ៍ជាមូលដ្ឋាននៃមេកានិចកង់ទិច។ ការប៉ុនប៉ងមួយក្នុងចំនោមការប៉ុនប៉ងបែបនេះគឺការបញ្ចូលប៉ារ៉ាម៉ែត្រដែលលាក់ចូលទៅក្នុងមេកានិចកង់ទិច ដែលផ្លាស់ប្តូរស្របតាមច្បាប់ដ៏តឹងរឹងនៃបុព្វហេតុ ហើយលក្ខណៈទំនងនៃការពិពណ៌នានៅក្នុងមេកានិចកង់ទិចកើតឡើងជាលទ្ធផលនៃមធ្យមភាគលើប៉ារ៉ាម៉ែត្រទាំងនេះ។ ភ័ស្តុតាងនៃភាពមិនអាចទៅរួចនៃការណែនាំប៉ារ៉ាម៉ែត្រដែលលាក់ចូលទៅក្នុងមេកានិចកង់ទិចដោយមិនបំពានប្រព័ន្ធនៃ postulates របស់វាត្រូវបានផ្តល់ឱ្យដោយ J. von Neumann ត្រឡប់មកវិញនៅក្នុង 1929 ។ ការវិភាគលម្អិតបន្ថែមទៀតនៃប្រព័ន្ធ postulates នៃមេកានិចកង់ទិចត្រូវបានធ្វើឡើងដោយ J. Bell ក្នុងឆ្នាំ 1965 ។ ការផ្ទៀងផ្ទាត់ពិសោធន៍នៃវិសមភាព Bell (1972) ជាថ្មីម្តងទៀតបានបញ្ជាក់ពីគ្រោងការណ៍ដែលទទួលយកជាទូទៅនៃមេកានិចកង់ទិច។

សព្វថ្ងៃនេះ មេកានិចកង់ទិច គឺជាទ្រឹស្ដីពេញលេញមួយដែលតែងតែផ្តល់នូវការព្យាករណ៍ត្រឹមត្រូវក្នុងដែនកំណត់នៃការអនុវត្តរបស់វា។ ការប៉ុនប៉ងដែលគេស្គាល់ទាំងអស់ដើម្បីកែប្រែវា (ប្រហែលដប់នៃពួកវាត្រូវបានគេស្គាល់) មិនបានផ្លាស់ប្តូររចនាសម្ព័ន្ធរបស់វាទេ ប៉ុន្តែបានដាក់មូលដ្ឋានគ្រឹះសម្រាប់សាខាថ្មីនៃវិទ្យាសាស្ត្រអំពីបាតុភូតកង់ទិច៖ អេឡិចត្រូឌីណាមិកកង់ទិច ទ្រឹស្ដីវាលកង់ទិច ទ្រឹស្ដីនៃអន្តរកម្មអេឡិចត្រូវ៉ក ក្រូម៉ូឌីណាមិកកង់ទិច ទ្រឹស្ដីកង់ទិច។ ទំនាញផែនដី ទ្រឹស្ដីនៃខ្សែ និង superstrings ។ល។

មេកានិច Quantum ឈរនៅក្នុងចំណោមសមិទ្ធិផលវិទ្យាសាស្ត្រដូចជា មេកានិចបុរាណ គោលលទ្ធិនៃអគ្គិសនី ទ្រឹស្ដីនៃទំនាក់ទំនង និងទ្រឹស្តី kinetic ។ គ្មានទ្រឹស្ដីរូបវិទ្យាណាដែលពន្យល់ពីបាតុភូតរូបវិទ្យាយ៉ាងទូលំទូលាយបែបនេះទេ៖ ក្នុងចំណោមរង្វាន់ណូបែលរូបវិទ្យាចំនួន 94 ដែលទទួលបានក្នុងសតវត្សទី 20 មានតែ 12 ប៉ុណ្ណោះដែលមិនទាក់ទងដោយផ្ទាល់ទៅនឹងរូបវិទ្យាកង់ទិច។ សារៈសំខាន់នៃមេកានិចកង់ទិចនៅក្នុងប្រព័ន្ធទាំងមូលនៃចំណេះដឹងអំពីធម្មជាតិជុំវិញគឺហួសពីវិសាលភាពនៃគោលលទ្ធិនៃបាតុភូតកង់ទិច៖ វាបានបង្កើតភាសាទំនាក់ទំនងក្នុងរូបវិទ្យា គីមីវិទ្យា និងជីវវិទ្យាទំនើប ដែលនាំឱ្យមានការពិនិត្យឡើងវិញនៃទស្សនវិជ្ជានៃ វិទ្យាសាស្ត្រ និងទ្រឹស្តីនៃចំណេះដឹង និងផលវិបាកខាងបច្ចេកវិទ្យារបស់វានៅតែកំណត់ទិសដៅនៃការអភិវឌ្ឍន៍នៃអរិយធម៌ទំនើប។

Lit.: Neumann I. មូលដ្ឋានគ្រឹះគណិតវិទ្យានៃមេកានិចកង់ទិច។ M. , 1964; Davydov A.S. មេកានិច Quantum ។ ទី 2 ed ។ M. , 1973; Dirac P. គោលការណ៍នៃមេកានិចកង់ទិច។ ទី 2 ed ។ M. , 1979; Blokhintsev D.I. មូលដ្ឋានគ្រឹះនៃមេកានិចកង់ទិច។ ទី 7 ed ។ សាំងពេទឺប៊ឺគ ឆ្នាំ ២០០៤; Landau L. D., Lifshits E. M. មេកានិច Quantum ។ ទ្រឹស្តីមិនទាក់ទងនិយម។ ទី 5 ed ។ M. , 2004; Feynman R., Layton R., Sands M. Quantum mechanics ។ ទី 3 ed ។ M. , 2004; Ponomarev L.I. ទី 2 ed ។ M. , 2007; Fok V.A. ការចាប់ផ្តើមនៃមេកានិចកង់ទិច។ ទី 5 ed ។ M. , 2008 ។

ពាក្យ "quantum" មកពីឡាតាំង quantum("ប៉ុន្មាន, ប៉ុន្មាន") និងភាសាអង់គ្លេស quantum("បរិមាណ, ផ្នែក, បរិមាណ") ។ "មេកានិច" ត្រូវបានគេដាក់ឈ្មោះឱ្យទៅជាវិទ្យាសាស្ត្រនៃចលនានៃរូបធាតុ។ ដូច្នោះហើយ ពាក្យថា "មេកានិចកង់ទិច" មានន័យថា វិទ្យាសាស្ត្រនៃចលនានៃរូបធាតុជាផ្នែកៗ (ឬនៅក្នុងភាសាវិទ្យាសាស្ត្រទំនើប វិទ្យាសាស្រ្តនៃចលនា។ បរិមាណបញ្ហា) ។ ពាក្យ "quantum" ត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយអ្នករូបវិទ្យាអាល្លឺម៉ង់ Max Planck ( សង់ទីម៉ែត្រថេររបស់ Planck) ដើម្បីពិពណ៌នាអំពីអន្តរកម្មនៃពន្លឺជាមួយអាតូម។

មេកានិច Quantum ជារឿយៗផ្ទុយនឹងគំនិតសុភវិនិច្ឆ័យរបស់យើង។ ហើយទាំងអស់ដោយសារតែសុភនិច្ឆ័យប្រាប់យើងពីរឿងដែលយកចេញពីបទពិសោធន៍ប្រចាំថ្ងៃ ហើយនៅក្នុងបទពិសោធន៍ប្រចាំថ្ងៃរបស់យើង យើងត្រូវដោះស្រាយតែជាមួយវត្ថុធំៗ និងបាតុភូតនៃពិភពម៉ាក្រូ ហើយនៅកម្រិតអាតូមិច និងអាតូមិច ភាគល្អិតសម្ភារៈមានឥរិយាបទខុសគ្នាទាំងស្រុង។ គោលការណ៍នៃភាពមិនប្រាកដប្រជារបស់ Heisenberg បង្ហាញយ៉ាងច្បាស់អំពីអត្ថន័យនៃភាពខុសគ្នាទាំងនេះ។ នៅក្នុង macroworld យើងអាចកំណត់ទីតាំង (កូអរដោណេតាមលំហ) នៃវត្ថុណាមួយ (ឧទាហរណ៍ សៀវភៅនេះ)។ វាមិនមានបញ្ហាថាតើយើងប្រើបន្ទាត់ រ៉ាដា សូណា ថតរូប ឬវិធីវាស់វែងផ្សេងទៀតទេ លទ្ធផលរង្វាស់នឹងមានគោលបំណង និងឯករាជ្យពីទីតាំងរបស់សៀវភៅ (ជាការពិតណាស់ ប្រសិនបើអ្នកមានការប្រុងប្រយ័ត្នក្នុងដំណើរការវាស់វែង)។ នោះគឺ ភាពមិនច្បាស់លាស់ និងភាពមិនត្រឹមត្រូវមួយចំនួនអាចធ្វើទៅបាន ប៉ុន្តែដោយសារតែសមត្ថភាពមានកម្រិតនៃឧបករណ៍វាស់ស្ទង់ និងកំហុសក្នុងការសង្កេត។ ដើម្បីទទួលបានលទ្ធផលកាន់តែត្រឹមត្រូវ និងអាចទុកចិត្តបាន យើងគ្រាន់តែត្រូវយកឧបករណ៍វាស់ស្ទង់ដែលត្រឹមត្រូវជាងមុន ហើយព្យាយាមប្រើវាដោយគ្មានកំហុស។

ឥឡូវនេះ ប្រសិនបើជំនួសឱ្យកូអរដោណេនៃសៀវភៅ យើងត្រូវវាស់កូអរដោនេនៃ microparticle ឧទាហរណ៍ អេឡិចត្រុង នោះយើងមិនអាចធ្វេសប្រហែសអន្តរកម្មរវាងឧបករណ៍វាស់ និងវត្ថុនៃការវាស់វែងបានទៀតទេ។ កម្លាំងនៃឥទ្ធិពលរបស់បន្ទាត់ ឬឧបករណ៍វាស់ស្ទង់ផ្សេងទៀតនៅលើសៀវភៅគឺមានការធ្វេសប្រហែស ហើយមិនប៉ះពាល់ដល់លទ្ធផលរង្វាស់នោះទេ ប៉ុន្តែដើម្បីវាស់កូអរដោនេនៃលំហរបស់អេឡិចត្រុង យើងត្រូវបើកដំណើរការ photon អេឡិចត្រុង ឬភាគល្អិតបឋមផ្សេងទៀតនៃ ថាមពលអាចប្រៀបធៀបទៅនឹងអេឡិចត្រុងដែលបានវាស់ក្នុងទិសដៅរបស់វា និងវាស់គម្លាតរបស់វា។ ប៉ុន្តែនៅពេលជាមួយគ្នានោះ អេឡិចត្រុងខ្លួនឯង ដែលជាវត្ថុនៃការវាស់វែងនឹងផ្លាស់ប្តូរទីតាំងរបស់វានៅក្នុងលំហ ដែលជាលទ្ធផលនៃអន្តរកម្មជាមួយភាគល្អិតនេះ។ ដូច្នេះសកម្មភាពនៃការវាស់វែងនាំឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរទីតាំងនៃវត្ថុដែលបានវាស់វែងហើយភាពមិនត្រឹមត្រូវនៃការវាស់វែងត្រូវបានកំណត់ដោយការពិតនៃការវាស់វែងហើយមិនមែនដោយកម្រិតនៃភាពត្រឹមត្រូវនៃឧបករណ៍វាស់ដែលបានប្រើនោះទេ។ នេះគឺជាស្ថានភាពដែលយើងត្រូវបានបង្ខំឱ្យដាក់នៅក្នុងមីក្រូ។ ការវាស់វែងគឺមិនអាចទៅរួចទេបើគ្មានអន្តរកម្ម ហើយអន្តរកម្មគឺមិនអាចទៅរួចទេដោយមិនមានឥទ្ធិពលលើវត្ថុដែលបានវាស់វែង ហើយជាលទ្ធផល ការបង្ខូចទ្រង់ទ្រាយលទ្ធផលរង្វាស់។

មានតែរឿងមួយប៉ុណ្ណោះដែលអាចបញ្ជាក់អំពីលទ្ធផលនៃអន្តរកម្មនេះ៖

ភាពមិនប្រាកដប្រជានៃកូអរដោនេលំហ × ភាពមិនប្រាកដប្រជានៃល្បឿនភាគល្អិត > h/ម,

ឬក្នុងន័យគណិតវិទ្យា៖

Δ x × Δ v > h/ម

ដែលជាកន្លែងដែល Δ xនិង Δ v—ភាពមិនច្បាស់លាស់នៃទីតាំងលំហ និងល្បឿននៃភាគល្អិតរៀងៗខ្លួន។ h -ថេររបស់ Planck និង ម—ម៉ាស់ភាគល្អិត។

ដូច្នោះហើយ ភាពមិនប្រាកដប្រជាកើតឡើងនៅពេលកំណត់កូអរដោណេតាមលំហនៃមិនត្រឹមតែអេឡិចត្រុងប៉ុណ្ណោះទេ ថែមទាំងភាគល្អិត subatomic ណាមួយ ហើយមិនត្រឹមតែកូអរដោនេប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែក៏មានលក្ខណៈសម្បត្តិផ្សេងទៀតនៃភាគល្អិតផងដែរ ដូចជាល្បឿន។ កំហុសនៃការវាស់វែងនៃគូណាមួយនៃលក្ខណៈដែលទាក់ទងគ្នាទៅវិញទៅមកនៃភាគល្អិតត្រូវបានកំណត់ក្នុងវិធីស្រដៀងគ្នា (ឧទាហរណ៍នៃគូផ្សេងទៀតគឺជាថាមពលដែលបញ្ចេញដោយអេឡិចត្រុង និងរយៈពេលដែលវាបញ្ចេញ)។ នោះ​គឺ​ប្រសិន​បើ​យើង​ជា​ឧទាហរណ៍​បាន​គ្រប់​គ្រង​ដើម្បី​វាស់​ស្ទង់​ទីតាំង​លំហ​របស់​អេឡិចត្រុង​ដោយ​មាន​ភាព​សុក្រឹត​ខ្ពស់​នោះ​យើង ក្នុងពេលជាមួយគ្នានៅក្នុងពេលវេលាយើង​មាន​តែ​គំនិត​មិន​ច្បាស់លាស់​នៃ​ល្បឿន​របស់​វា ហើយ​ផ្ទុយ​មក​វិញ​។ តាមធម្មជាតិ នៅក្នុងការវាស់វែងពិតប្រាកដ វាមិនឈានដល់ចំណុចខ្លាំងទាំងពីរនេះទេ ហើយស្ថានភាពគឺតែងតែនៅកន្លែងណាមួយនៅកណ្តាល។ នោះគឺប្រសិនបើយើងអាចវាស់ទីតាំងអេឡិចត្រុងដោយភាពត្រឹមត្រូវ 10 -6 ម៉ែត្រនោះយើងអាចវាស់ល្បឿនរបស់វាក្នុងពេលដំណាលគ្នាបានល្អបំផុតជាមួយនឹងភាពត្រឹមត្រូវ 650 m / s ។

ដោយសារគោលការណ៍មិនប្រាកដប្រជា ការពិពណ៌នាអំពីវត្ថុនៃពិភពមីក្រូកង់គឺមានលក្ខណៈខុសពីការពិពណ៌នាធម្មតានៃវត្ថុនៃពិភពម៉ាក្រូញូតុន។ ជំនួសឱ្យកូអរដោនេនៃលំហ និងល្បឿន ដែលយើងប្រើដើម្បីពិពណ៌នាអំពីចលនាមេកានិច ឧទាហរណ៍ បាល់នៅលើតុប៊ីយ៉ា ក្នុងវត្ថុមេកានិចកង់ទិចត្រូវបានពិពណ៌នាដោយអ្វីដែលគេហៅថា មុខងាររលក។កំពូលនៃ "រលក" ត្រូវគ្នាទៅនឹងប្រូបាប៊ីលីតេអតិបរមានៃការស្វែងរកភាគល្អិតនៅក្នុងលំហនៅពេលវាស់។ ចលនានៃរលកបែបនេះត្រូវបានពិពណ៌នាដោយសមីការ Schrödinger ដែលប្រាប់យើងពីរបៀបដែលស្ថានភាពនៃប្រព័ន្ធ quantum ផ្លាស់ប្តូរតាមពេលវេលា។

រូបភាពនៃព្រឹត្តិការណ៍ quantum នៅក្នុង microworld ដែលត្រូវបានគូរដោយសមីការ Schrödinger គឺដូចជាភាគល្អិតត្រូវបានគេប្រដូចទៅនឹងរលកទឹករលកនីមួយៗដែលរីកសាយភាយតាមផ្ទៃនៃមហាសមុទ្រ-លំហ។ យូរ ៗ ទៅកំពូលនៃរលក (ដែលត្រូវនឹងប្រូបាប៊ីលីតេកំពូលនៃការស្វែងរកភាគល្អិតដូចជាអេឡិចត្រុងក្នុងលំហ) ផ្លាស់ទីតាមលំហស្របតាមមុខងាររលកដែលជាដំណោះស្រាយចំពោះសមីការឌីផេរ៉ង់ស្យែលនេះ។ ដូច្នោះហើយ អ្វី​ដែល​យើង​គិត​ជា​ប្រពៃណី​ជា​ភាគល្អិត​មួយ នៅ​កម្រិត quantum បង្ហាញ​នូវ​លក្ខណៈ​មួយ​ចំនួន​នៃ​រលក។

ការសម្របសម្រួលនៃរលក និងលក្ខណៈសម្បត្តិរាងកាយរបស់វត្ថុមីក្រូវើល ( សង់ទីម៉ែត្រទំនាក់ទំនងរបស់ De Broglie) បានក្លាយជាអាចធ្វើទៅបានបន្ទាប់ពីអ្នករូបវិទ្យាបានយល់ព្រមពិចារណាវត្ថុនៃពិភពលោក Quantum មិនមែនជាភាគល្អិត ឬរលកទេ ប៉ុន្តែជាអ្វីមួយដែលកម្រិតមធ្យម និងមានលក្ខណៈសម្បត្តិទាំងរលក និងរាងកាយ។ មិនមាន analogues ទៅនឹងវត្ថុបែបនេះនៅក្នុងមេកានិច Newtonian ទេ។ ទោះបីជាមានដំណោះស្រាយបែបនេះក៏ដោយ ក៏នៅតែមានភាពផ្ទុយគ្នាជាច្រើននៅក្នុងមេកានិចកង់ទិច ( សង់ទីម៉ែត្រទ្រឹស្តីបទរបស់ Bell) មិនទាន់មាននរណាម្នាក់បានស្នើរគំរូល្អជាងសម្រាប់ការពិពណ៌នាអំពីដំណើរការដែលកើតឡើងនៅក្នុង microworld នៅឡើយទេ។