آموزشی کوانتوم به زبان ساده

[HAN]

واژه كوانتوم مترادف با ذرات موج گونه است؛ واژه ای كه در ارجاع به چیزهایی به كار می رود كه واجد هم جنبه ذره ای است و هم موج گونه .فیزیك كوانتوم می گوید كه اتم هیچ محدوده معینی ندارد مگر اینكه مورد مشاهده قرار گیرد.

 

[HAN]

مقدمه
تا قبل از تولد فیزیك كوانتوم؛ دیدگاه ما نسبت به جهان بر مبنای فیزیك نیوتونی استوار بود. این دیدگاه برای جهان یك ماهیت ماشینی و مكانیكی قائل و معتقد بودجهان قابل پیش بینی است تا حدی كه وجود یا عدم وجود انسان هیچ تاثیری در عملكرد جهان ندارد. باتولد فیزیك كوانتوم و با ورود علم به دنیای درون اتم چیزهایی آنچنان شگفت آور كشف شدند كه جهان بینی انسان نسبت به هستی و نسبت به خودش تغییر كرد. ماهیت ماشین وار جهان جای خود را به عالمی زنده ، آگاه ، غیر قابل پیش بینی و در عین حال كاملاً پاسخگو داد.

 

[HAN]

فیزیك كوانتوم ذهن و آگاهی انسان را وارد بر واقعیتهای جهان می داند بطوریكه معتقد است بدون وجود انسان واقعیتها یعنی دنیای ماده اینگونه كه مشاهده می شوند، وجود نمی داشتند. و مهمتر از همه نقش سطح آگاهی انسان در تاثیر گذاری بر وقایع جهان از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

 

[HAN]

از نگاه فیزیك كوانتوم جهان درون اتم بیشتر شبیه سرزمینی سحر آمیز است تا ادامه جهان طبیعی. قلمرویی عجیب كه در آن نیروهای راز آمیز به مثابه چیزهای عادی قلمداد می شود و منطق دنیای ماده در آن جای ندارد.یكی از كشفیات حیرت انگیز فیزیكدان های كوانتوم این بود كه اگر شما ماده را به تكه های كوچك تقسیم كنید، سرانجام به جایی می

 

[HAN]

رسید كه آن تكه ها ، الكترونها ، پروتونها و غیره دیگر حاوی ویژگیهای شیء مادی نخواهند بود. مثلاً ما غالباً الكترون را به مثابه یك گوی كوچك در حال چرخش می پنداریم ، ولی این پندار از حقیقت بسیار دور است. گرچه الكترون گاه چنان عمل می كند كه گویی یك ذره كوچك منسجم است، ولی فیزیكدانها دریافته اند كه الكترون تقریباً واجد هیچ بعدی

 

[HAN]

نیست. درك و تصور این گفته برای اغلب ما مشكل است چون هرچیزی در سطح وجود انسانی واجد بعد است با این حال چنانچه بخواهید عرض یك الكترون را اندازه بگیرید هرگز نمی توانید. چون یك الكترون مثل اشیای معمولی دیگری كه می شناسیم نیست.

 

[HAN]

كشف دیگر فیزیكدانها این بود كه الكترون قادر است هم به صورت ذره و هم به صورت موج نمود كند كه به نظریه مكمل یا دوگانگی موج – ذره مشهور است. اگر الكترونی را به سوی صفحه تلویزیون خاموش پرتاب كنیم، یك ذره نورانی پدیدار می شود كه از اصابت الكترون به مواد فسفری كه پشت صفحه تلویزیون را فرا گرفته به وجود آمده است. نقطه حاصل از اصابت الكترون بروشنی وجه ذره‌ای ماهیت آن را آشكار می سازد. اما این تنها شكلی نیست كه الكترون قادر است به خود بگیرد.

 

[HAN]

چه الكترون می تواند به توده ابر مانندی از انرژی بدل شود و چنان عمل كند كه انگار موجی است گشوده در فضا. هر گاه الكترون به صورت موج نمود كند، كاری می كند كه از هیچ ذره‌ای بر نمی آید. مثلاً اگر به مانعی كه دو شكاف دارد بر خورد كند، می تواند همزمان از هر دو شكاف گذر كند. هرگاه الكترونهای موج گونه به هم اصابت كنند بی درنگ الگوهای متداخل تولید می كنند. این خصلت دوگانه الكترون را نیز می توان در تمام ذرات زیر اتمی و در همه آن چیزهایی كه تصور می شد تنها به صورت موج متجلی می شوند مانند نور، اشعه های گاما، امواج رادیویی و اشعه ایكس نیز باز یافت و همه اینها می توانند از حالت موج گونه به ذره بدل شوند.

 

[HAN]

امروزه فیزیكدانها معتقدند كه پدیده زیر اتمی را نمی باید تنها به عنوان موج یا ذره طبقه بندی كرد، بلكه باید به عنوان چیزهایی در نظر گرفت كه همواره به نوعی قادرند هر دو باشند. این چیزها كوانتا ( quanta ) نام دارند و فیزیكدانها معتقدند كه كوانتا در حكم ماده اولیه ای است كه كل جهان از آن به وجود آمده است. (quanta جمع quantum است یك الكترون یك كوانتوم است . چند الكترون مجموعه كوانتاهاست.

 

[HAN]

واژه كوانتوم مترادف با ذرات موج گونه است؛ واژه ای كه در ارجاع به چیزهایی به كار می رود كه واجد هم جنبه ذره ای است و هم موج گونه .) شاید اعجاب آورتر از همه این باشد و همه شواهد و مدارك هم موید آن است كه كوانتا ( كوانتوم ها) تنها زمانی به صورت ذره نمود می كنند كه ما بدانها می نگریم. برای مثال وقتی كسی به الكترون نگاه نم