دانلود جزوه و پاورپوینت و مقاله طرح درس

فیزیک کوانتوم

محققین گمان میبرند به زودی میتوانند راه حلی برای یكی از غامضترین مسائل فیزیك جدید بیابند: یافتن راهی برای اعدام گربه شرودینگر. گربه خیالی شرودینگر از سال ۱۹۳۵ تاكنون با دانشمندان لجبازی كرد و آنان را سردرگم كرده است. هیچ كس تنفر گربه دوستان را در سال ۱۹۳۵ از یاد نمیبرد چرا كه در آن سال از یك گربه برای انجام آزمایشی جهت بیان وضعیتهای دشواری كه در تئوری كوانتوم به وجود میآید استفاده شد. اروین شرودینگر (Schrodinger Erwin) فیزیكدان اتریشی تئوری كوانتوم را ارائه كرد و در توسعه آن نقش بسیار موثری ایفا كرد. تئوری كوانتوم كه اغلب از آن به عنوان یكی از موفقترین تئوریهای علمی نام میبرند ـ چرا كه بدون آن فاقد لیزر، سلاحهای هستهای و بسیاری از اختراعات دیگر بودیم ـ برای ما توضیح میدهد كه طبیعت در سطوح زیر اتمی چگونه رفتار میكند. در سطوح زیراتمی قواعد فیزیك كلاسیك كه هر روزه آنها را تجربه میكنیم، اعتبار و كارآیی خود را از دست میدهند. برای مثال میتوان گفت ذرات زیر اتمی در یك آن میتوانند در دو مكان مختلف باشند، دیگر آنكه به نظر میرسد میتوان اطلاعات را سریعتر از سرعت نور منتقل كرد.

قواعد حاكم بر دنیای كوانتوم آنچنان عجیب است كه حتی آلبرت اینشتین هم دستهایش را به علامت تسلیم بالا برد و گفت: «اگر فیزیك كوانتوم، صحیح باشد، آن وقت باید اذعان كرد قوانین جهان بسیار عجیب است. » حتی خود شرودینگر هم از تفسیر یافتههای خود ناخرسند بود و با تاسف بسیار به یكی از همكاران خود گفته است: «از این كه در مورد تئوری كوانتوم كار میكند چندان راضی نیست. »مسئلهای كه اینشتین، شرودینگر و فیزیكدانان پس از آنها را تا این حد متحیر كرد تقابل این مشاهدات با واقعیتها بود.

مطابق تئوری كوانتوم، ذرات فقط وقتی وجود دارند كه بتوان آنها را «مشاهده» كرد.
هر چند كه تجربیات هر روزه ما چیزی خلاف این را بیان میكند. در ابتدای كار توصیف شرودینگر از تابع موج ـ مفهومی ریاضی كه موقعیت و حركتهای ممكن ذرات را بیان میكند ـ بسیار عجیب به نظر میرسید. نه سال بعد وی آزمایش گربه را طراحی كرد تا بتواند توسط این آزمایش اختلاف بین واقعیتهای ملموس توسط انسان و واقعیتهای دنیای كوانتوم را كه خود خالق آن بود بیان كند. در این «آزمایش ذهنی» كه گاهی اوقات از آن به عنوان آزمایشی خیالی نیز نام میبرند، شرودینگر گربهای را درون یك جعبه در بسته قرار داد. در این جعبه اسلحهای كشنده كه ماشهای حساس دارد و یك اتم رادیواكتیو هم قرار دارند.
احتمال آنكه اتم رادیواكتیو طی مدت یك ساعت از خود پرتوی ساطع كند ۵۰ درصد است. اگر اتم رادیواكتیو تجزیه شود، انرژی آزاد شده طی این فرآیند، ماشه اسلحه را خواهد كشید. میتوان گفت بعد از گذشت یك ساعت با برداشتن در جعبه میتوان دریافت آیا گربه زنده است یا مرده.