الجزء الثالث من سلسلة الأفلام يتطرّق إلى موضوعيْن مهمّيْن في ميكانيكا الكمّ. الأوّل هو مبدأ عدم اليقين لهايزنبرغ، الذي ينصّ على أنّه لا يمكن معرفة الموقع والزخم لجُسيْم بدقّة تامّة في نفس الوقت. إذا عرفنا أحدهما بدقّة، فإنّ عدم اليقين في الآخر يزداد. (يمكن توسيع هذا المبدأ ليشمل أزواجًا أخرى من المتغيّرات). الموضوع الثاني هو معادلة شرودنغر، التي تقدّم وصفًا رياضيًّا لميكانيكا الكمّ.
تمت ترجمة الفيديو من قبل فريق موقع ديفيدسون أونلاين
تم إنتاج الفيديو بواسطة مشروع Cassiopeia.
تم رفع سلسلة الأفلام بناءً على طلب المتابع عوز م.
هذا الفيديو هو جزء من سلسلة أفلام حول ميكانيكا الكم: 1,2,3,4,5,6
يتطرّق الفيلم لبعض النقاط التي أرغب في توضيحها، وربّما حتّى تقديم وجهة نظر مختلفة قليلًا حول بعضها.
أوّلًا، فيما يتعلّق بمعنى الدوال الموجيّة، أو ما هو الوصف الموجيّ للجُسيمات. تصف الدالّة الموجيّة احتمال العثور على جسيم في موقع معيّن، أو بزخم معيّن في وقت معين. بمعنى أنّ ما يتصرّف كموجة هو الاحتمال. عندما نجري قياسًا، يحدث ما يُسمّى "انهيار دالّة الموجة". بما أنّنا نعرف الآن بوضوح أين يوجد الجسيم، فإنّ دالّة الموجة له تتغيّر، وتثبت أنّه موجود بالفعل في المكان الذي قمنا بقياسه فيه. ولكن المكان الذي سنجد فيه الجسيم يعتمد على دالّة الموجة له قبل أن نقوم بالقياس، وهذه هي الحقيقة المهمّة.
الاعتبار بأنّ الجسيمات تخرج وتدخل من "الوجود" بين نقاط القياس هو نهج لا أتّفق معه. بالنسبة لي، الطريقة الصحيحة للنظر إلى هذا الأمر هي أنّنا لا نعرف أين يوجد الجسيم بين قياساتنا، وكلّ ما يمكننا معرفته هو دالّة الموجة، أي الاحتمال أنّه موجود في نقطة معيّنة أو أخرى، ولا شيء أكثر من ذلك.
الموضوع الثاني هو معادلة شرودنغر، التي لا يمكن المبالغة في أهمّيّتها. تصف معادلة شرودنغر كلّ نظام كمّيّ، بدءًا من ذرة الهيدروجين، مرورًا ببقيّة العناصر والجزيئات، وصولًا إلى الإلكترونات في المعادن، والإلكترونات في أشباه الموصلات، والموصلات الفائقة وغيرها.
يعطينا حلّ معادلة شرودنغر مجموعة من دوال الموجة المستقرّة، أي تلك التي إذا وضعنا النظام فيها، سيبقى النظام فيها حتّى يتغيّر حاله بتدخّل خارجيّ. كما يعطينا الحلّ الطاقة للنظام في كلّ من هذه الحالات. (لأولئك منكم الذين لديهم معرفة أكبر، أشير إلى أنّ الأمر يتعلّق بمعادلة القيم الذاتيّة لمصفوفة / مؤثّر يُسمى الهاملتونيان). على سبيل المثال، الحلول لمعادلة شرودنغر في ذرّة الهيدروجين، هي المدارات للإلكترونات حول النواة والطاقة للإلكترون في كلّ مدار من هذه المدارات.
موضوع مثير للاهتمام يلمس الفيلم طرفًا منه وهو وجود الجسيمات الافتراضيّة. مثل هذه الجسيمات تتكوّن لفترة قصيرة من الفراغ ثمّ تختفي. لكي يحدث مثل هذا الأمر، يجب أن تفي الجسيمات المكوّنة بشرط معيّن. هل يمكنكم التفكير في ما هو؟ إذا كان الأمر كذلك، حاولوا تقديم الإجابة في التعليقات على هذا المقال، وسأخبركم إذا كنتم على حقّ.