Kvant fizikası haqqında hamımız bilirik.Ən azından adını eşitmişik. Çünki kvant fizikası nədir sualının cavabını bilirəm demək kainatın sirrini açmışam demək kimidir.
Kvant fizikası nədir sualına qısa və aydın cavab yoxdur, lakin mövzu ilə bağlı bilinməli olan bəzi əsas prinsiplər var.
Alimlər də bu əsas prinsiplər üzərində işləyir və kvantın sirli dünyasını həll etməyə çalışırlar.
Gəlin kvant fizikasının nə olduğu sualına daha yaxından nəzər salaq və alimlərin irəli sürdüyü əsas prinsiplər işığında bu elm sahəsinin tədqiq sahəsi haqqında nə öyrənə biləcəyimizi görək.
Kvant fizikası; Maddənin və işığın atom və hətta atomaltı səviyyədə davranışını öyrənən elm sahəsidir. Kvant fizikası elektron, kvark, proton, neytron, qluon kimi hissəciklərin bir-biri ilə və işığın, rentgen və qamma şüalarının təsiri altındakı hərəkətlərini də müşahidə edir.
Albert Eynşteyn ilə başlayan kvant fizikası tədqiqatları:
Mövzu ilə bağlı çoxlu araşdırmaları olsa da, məşhur alim Albert Eynşteynin əsas sahəsi kvant fizikası deyil, fizikadır.
Fizika sahəsində inqilab edən Eynşteynin nisbilik nəzəriyyəsi və ya nisbilik nəzəriyyəsi fizika qanunlarını dəyişməz qanunauyğunluqlarda məkan-zaman əlaqəsi çərçivəsində qiymətləndirir.
Kvant fizikasında baş verən hər şey, indi bildiyimiz kimi, təsadüfi olur. Yəni bu vəziyyət nisbilik nəzəriyyəsinin əksi sayılır.
Kvant fizikası tədqiqatları Albert Eynşteynin nəzəriyyəsi ilə eyni dövrdə başlamış və dörd əsas prinsip irəli sürülmüşdür.
Kəmiyyət xassələri
İşıq hissəcikləri
Maddə dalğaları
Qeyri-müəyyənlik prinsipi
Kəmiyyət xüsusiyyətləri:
Alman fiziki Maks Plank 1900-cü ildə etdiyi işdə rənglərin verilmiş spektrdə paylanmasını təsvir etmək üçün tənlik işləyib hazırladı.
Bu gün Plank sabiti olaraq bildiyimiz bu tənlik ilə işıq kəmiyyəti təyin olundu, yəni riyazi oldu. Bu, işığın məlum olanın əksinə dalğa kimi davrandığını göstərdi.
Sonrakı illərdə fiziki xassələrin kəmiyyətinin müəyyən edilməsi kvant fizikasının əsas prinsiplərindən birinə çevrildi.
İşıq hissəcikləri:
Albert Eynşteyn 1905-ci ildə işığın dalğa deyil, bir növ enerji kvantı olduğunu müdafiə etdiyi bir məqalə dərc etdi.
Bu yazıda hər bir atomun bütövlükdə sıçraya biləcəyindən bəhs edilir. Sonrakı illərdə bu sıçrayışla əldə edilən enerjinin miqdarı Plank sabitinə bölündükdə, sıçrayan bu işığın rənginin göründüyü müəyyən edilmişdir.
Bu gün foton dediyimiz işıq hissəcikləri işığın həm dalğa, həm də hissəcik ola biləcəyini göstərir. Kvant sahəsindəki hər şey kimi.
Maddə dalğaları:
1896-cı ildə elektron kəşf edildikdən sonra atomun hissəcik quruluşuna malik olduğu qəbul edildi.
Ancaq işığın dalğa ola biləcəyi ortaya çıxanda elm adamları bu vəziyyətin atomlar üçün də keçərli olub-olmadığını sual etdilər və mövzu ilə bağlı araşdırmalar apardılar. İllər ərzində müxtəlif alimlər tərəfindən aparılan araşdırmalar göstərdi ki, atom öz nüvəsi ətrafında dalğa hərəkəti edir.
Bu vəziyyət kvant fizikasında hər şeyin dalğa və zərrəcik kimi qiymətləndirilməsi lazım olduğu fikrinə zəmin yaratmış, ən mühüm prinsiplərdən biri kimi qəbul edilmiş və kvant kimyası sahəsini formalaşdırmışdır.
Qeyri-müəyyənlik prinsipi:
Plank sabiti kimi bəzi sabitlər olsa belə, kvant fizikasının ən əsas prinsipi qeyri-müəyyənlikdir.
O qədər ki, bir elektronun dəqiq yerini və sürətini bilsək də, əslində onu dəqiq bilməyə bilərik. Bir qədər çaşdırıcı olan bu qeyri-müəyyənlik prinsipi paralel kainat nəzəriyyələrinə də yol açır.
Yəni bir obyekt eyni anda iki fərqli yerdə mövcud ola bilər. Heyzenberqin qeyri-müəyyənlik prinsipi adlanan nəzəriyyə kiçik obyektlərdə daha uğurludur.
Kvant fizikası atomun yerini çox daha müvəffəqiyyətlə təsbit etdiyi halda, beysbol topunun mövqeyini aşkar etmək üçün tələb olunan dəqiqlik 0,00000000000000000000000000008 millimetrdir.
Bir sözlə, işlər olduqca mürəkkəbdir.
Kvant fizikası, ən azı indilik, gündəlik həyatda rastlaşdığımız obyektlər üzərində işləmir.
Kvant dediyimiz sahəni fərqli bir dünya kimi görə bilərik. Bizim bildiyimiz fizika qanunları bu sahədə işləmir.
Bu səbəbdən kvant fizikləri kvant sahəsində işlərini daha çox riyazi əməliyyatlarla davam etdirirlər.
Kvant fizikasının prinsipləri arasında ən diqqət çəkən prinsip qeyri-müəyyənlikdir. Bir şey ola bilər, olmaya da bilər və ya hər ikisi ola bilər.
Bu tərif kiminsə anlamadığı bir şey haqqında danışan birinin sözü kimi səslənsə də, maddənin eyni anda müxtəlif vəziyyətlərdə ola biləcəyi sübuta yetirildiyi üçün bu mənasız tərifi elmi bir həqiqət kimi qəbul etməliyik.
Beləliklə, kvant fizikası tədqiqatları nəyi hədəfləyir?
Alimlərin fikrinə görə atomların eyni vaxtda müxtəlif vəziyyətlərdə mövcudluğunu həll edə bilsələr, qeyri-müəyyənlik prinsipi xaricində bir atomun hərəkətini təxmin edə bilsələr, bu kiçik dünyada nələr baş verdiyini qısaca anlaya bilsələr, əminliklə deyə bilərik ki, burada kainatda heç bir sirr qamayacaqdır. Dünyanın formalaşması prosesi, zamanda səyahət, işıq sürətini aşan səyahətlər və daha çox elmi fantastika kimi ssenariləri ilə real həyatımızda qarşılaşa bilərik.
