اعترف العلماء للتو لا يحصل على الفيزياء الكمومية: Sciencealert

تحولت نظرية ميكانيكا الكم إلى الحياة اليومية منذ اقتراحها قبل قرن من الزمان ، ومع ذلك تظل كيف تعمل لغزًا – ويتم تقسيم الفيزيائيين بعمق حول ما يجري بالفعل ، مسح في المجلة طبيعة قال الأربعاء.

“اخرس وحساب!” هو اقتباس مشهور في الفيزياء الكمومية التي توضح إحباط العلماء الذين يكافحون من أجل كشف أحد المفارقات العظيمة في العالم.

في القرن الماضي ، وصفت المعادلات القائمة على ميكانيكا الكم باستمرار ودقة سلوك الأشياء الصغيرة للغاية.

ومع ذلك ، لا أحد يعرف ما يحدث في الواقع المادي وراء الرياضيات.

متعلق ب: هل يمكن أن تساعد نظرية الكم التي تطل على الكون منطقيًا مرة أخرى؟

بدأت المشكلة في مطلع القرن العشرين ، عندما أدرك العلماء أن المبادئ الكلاسيكية للفيزياء لا تنطبق على الأشياء على المستوى على الذرات.

بشكل محير ، يبدو أن الفوتونات والإلكترونات تتصرف مثل كل من الجزيئات والأمواج. يمكن أن تكون أيضًا في مواقف مختلفة في وقت واحد – ولديها سرعات أو مستويات مختلفة من الطاقة.

في عام 1925 ، طور الفيزيائي النمساوي إروين شرودينجر وألمانيا فيرنر هايزنبرغ مجموعة من الأدوات الرياضية المعقدة التي تصف ميكانيكا الكم باستخدام الاحتمالات.

أتاحت “وظيفة الموجة” هذه التنبؤ بنتائج قياسات الجسيم.

أدت هذه المعادلات إلى تطوير كمية كبيرة من التكنولوجيا الحديثة ، بما في ذلك أشعة الليزر ، مصابيح LED ، التصوير بالرنين المغناطيسي الماسحات الضوئية والترانزستورات المستخدمة في أجهزة الكمبيوتر والهواتف.

ولكن بقي السؤال: ما الذي يحدث بالضبط في العالم خارج الرياضيات؟

قطة مربكة

للاحتفال بالعام المائة لميكانيكا الكم ، العديد من كبار الفيزيائيين في العالم تجمع الشهر الماضي في جزيرة Heligoland الألمانية ، حيث كتب Heisenberg معادلةه الشهيرة.

استجاب أكثر من 1100 منهم لمسح أجراه المجلة العلمية الرائدة طبيعة.

أظهرت النتائج أن هناك “نقصًا في الإجماع بين علماء الفيزيائيين حول ما تقوله نظرية الكم عن الواقع” ، طبيعة قال في بيان.

أكثر من ثلث – 36 في المائة – من المجيبين يفضلون النظرية المقبولة على نطاق واسع ، والمعروفة باسم تفسير كوبنهاغن.

في العالم الكلاسيكي ، حدد كل شيء خصائص – مثل الموقف أو السرعة – سواء كنا نلاحظها أم لا.

ولكن هذا ليس هو الحال في عالم الكم ، وفقًا لتفسير كوبنهاغن الذي طوره هايزنبرغ والفيزيائي الدنماركي نيلز بوهر في العشرينات من القرن العشرين.

فقط عندما يقيس المراقب كائنًا كميًا يستقر على حالة معينة من الخيارات الممكنة ، فإن النظرية. يوصف هذا بأنه وظيفة الموجة “الانهيار” في احتمال واحد.

الأكثر شهرة في هذه الفكرة هو القط شرودينجر، الذي يبقى في وقت واحد على قيد الحياة والموت في صندوق – حتى ينظر شخص ما في الداخل.

وقال تفسير كوبنهاغن “هو أبسط لدينا” طبيعة بعد الرد على المسح.

على الرغم من مشاكل النظرية – مثل عدم توضيح سبب وجود هذا التأثير في القياس – فإن البدائل “تقدم المشكلات الأخرى التي ، بالنسبة لي ، أسوأ”.

أدخل الكون

لكن غالبية الفيزيائيين أيدوا أفكارًا أخرى.

اختار خمسة عشر في المائة من المجيبين تفسير “العديد من العوالم” ، واحدة من العديد من النظريات في الفيزياء التي تقترح نحن نعيش في الكون المتعدد.

ويؤكد أن وظيفة الموجة لا تنهار ، ولكن بدلاً من ذلك تتفرع إلى العديد من الأكوان حيث توجد نتائج محتملة.

لذلك عندما يقيس المراقب الجسيم ، يحصلون على موقف لعالمهم – ولكن في جميع المواقف الأخرى الممكنة عبر العديد من الأكوان المتوازية.

وقال الفيزيائي النظري الأمريكي شون كارول في الاستطلاع “إنه يتطلب إعادة ضبط دراماتيكية لحدسنا حول العالم ، لكن هذا ما يجب أن نتوقعه من نظرية أساسية للواقع”.

تم تقسيم الخبراء الكموميين على أسئلة كبيرة أخرى تواجه هذا المجال.

هل هناك نوع من الحدود بين العوالم الكمومية والكلاسيكية ، حيث تتغير قوانين الفيزياء فجأة؟

ورد خمسة وأربعون في المئة من الفيزيائيين بنعم على هذا السؤال-والنسبة المئوية نفسها التي أجابت لا.

قال 24 في المائة فقط إنهم واثقون من أن التفسير الكمي الذي اختاروه كان صحيحًا.

ويعتقد ثلاثة أرباع أنه سيتم استبداله بنظرية أكثر شمولاً في يوم من الأيام.

© وكالة فرنسا-باسك