مفهوم

ظواهر كمومية

ظواهر فيزيائية تصفها ميكانيكا الكم، وغالبًا ما تتضمن حالات طاقة منفصلة.
1 مقالات ذات صلة

الوصف

الظواهر الكمومية هي تأثيرات فيزيائية تنشأ من ميكانيكا الكم، وهي النظرية التي تصف الطبيعة على المستويين الذري ودون الذري. على عكس الفيزياء الكلاسيكية، حيث تتغير الكميات مثل الطاقة والزخم بشكل مستمر، غالبًا ما تظهر الأنظمة الكمومية قيمًا منفصلة — على سبيل المثال، تشغل الإلكترونات في الذرة مستويات طاقة محددة، وليس نطاقًا مستمرًا. ومن الظواهر المميزة الأخرى التراكب، حيث يوجد الجسيم في حالات متعددة في آن واحد، والتشابك، حيث تبقى الجسيمات مترابطة عبر المسافات.

التاريخ

وُضعت الأسس في أوائل القرن العشرين على يد ماكس بلانك (1900)، وألبرت أينشتاين (1905)، ونيلز بور (1913)، مع تطوير الإطار الرياضي الكامل بواسطة فيرنر هايزنبرغ، وإرفين شرودنغر، وآخرين في منتصف العشرينيات.

كيف يعمل

تستبدل ميكانيكا الكم المسارات الحتمية بموجات احتمالية. تُوصف حالة الجسيم بدالة موجية، وتتوافق الكميات القابلة للقياس مع مؤثرات تكون قيمها الذاتية هي نتائج القياس الممكنة. عند إجراء قياس، تنهار الدالة الموجية إلى إحدى هذه النتائج المنفصلة. ينشأ التقطع في مستويات الطاقة من شروط حدية على الدالة الموجية، مثل تلك التي تحصر الإلكترون في الذرة.

في التطبيق

تدعم الظواهر الكمومية الإلكترونيات الحديثة، والليزر، وأجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي، وهي أساس الحواسيب الكمومية الناشئة والتشفير الكمومي.

حقيقة طريفة

وصف أينشتاين التشابك الكمومي بأنه 'فعل شبحي عن بعد'، ومع ذلك فقد تم تأكيده تجريبيًا ويُستخدم الآن في الاتصالات الآمنة.

Concept graph →

مقالات ذات صلة · 1

آبار كمية في MoS2 ثلاثي الأبعاد: تقييد غير متوقع
كعكة طبقات من ثنائي كبريتيد الموليبدينوم MoS2 موضوعة على طاولة المختبر. تُحضَّر بالطريقة المألوفة: شريط لاصق يزيل الطبقات العليا للحصول على عينة رقيقة. لكن تحت الشريط تبقى فجوة غير مرئية، حيث لم تعد الطوابق الذرية ملتصقة ببعضها البعض. هناك تحديدًا تبدأ الإلكترونات في التصرف بشكل مختلف عن سلوكها في عمق البلورة.