Малое внешнее воздействие, изменяющее состояние равновесия системы.Возмущение — это малое внешнее воздействие, которое выводит систему из состояния равновесия. В физике возмущения используются для изучения того, как системы реагируют на изменения, будь то в небесной механике, квантовых системах или гидродинамике. Это понятие является фундаментальным, поскольку многие природные явления — от планетарных орбит до атомных энергетических уровней — понимаются как равновесные состояния, изменённые малыми воздействиями.
Теория возмущений была разработана в XVIII веке математиками и астрономами, такими как Эйлер, Лагранж и Лаплас, для объяснения отклонений в планетарных орбитах, вызванных гравитационными взаимодействиями. Позже, в 1920-х годах, она была формализована в квантовой механике Шрёдингером и другими.
В теории возмущений начинают с известной, решаемой системы и добавляют малый «возмущающий» член. Затем решение выражается в виде разложения в ряд по силе возмущения, что позволяет получить приближённые предсказания того, как сдвигается система. Это работает, когда возмущение достаточно мало, чтобы члены высших порядков становились пренебрежимо малыми, что делает возможными выполнимые расчёты для сложных задач.
Методы возмущений используются для расчёта поправок к атомным энергетическим уровням (например, лэмбовский сдвиг), проектирования ускорителей частиц и предсказания орбит спутников и космических аппаратов под действием гравитационных влияний.
Знаменитый «квантовый эффект Мпембы» — когда горячая квантовая система остывает быстрее, чем холодная, — был недавно продемонстрирован путём приложения контролируемых возмущений к системе с ионной ловушкой.
