Home / مقالات علمی / دنیای کوانتوم / كوانتوم به زبان ساده 5
كوانتوم به زبان ساده 5

كوانتوم به زبان ساده 5

نويسنده: سياوش كسروي

بخش پنجم: پاي ات را به اندازه ي گليم ات دراز كن- اصل عدم قطعيتاصل عدم قطعيت كه از نتايج اساسي مكانيك كوانتومي ست، توسط ورنر هايزنبرگ ارائه شد، او پي برد كه نظريه ي كوانتوم چند پيشگويي غير منتظره در خود دارد، آزمايش ها هيچ وقت كاملا مستقل از آزمايش گر نيستند و هر اندازه گيري بر نتيجه تاثير گذار است، وي رابطه ي بين اندازه گيري و نتيجه را در غالب اصلي با عنوان اصل عدم قطعيت بيان كرد.

محدوديت در اندازه گيري

فرض كنيد مي خواهيد، پنجره هاي خانه يتان را اندازه بگيريد، متري نواري برداريد، اگر كوچكترين واحد آن متر نواري، سانتيمتر باشد، شما ميتوانيد با دقت سانتيمتر اندازه ي پنجره را بفهميد، يعني اگر عرض پنجره ي شما ٩٩.٤سانتيمتر باشد و يا ٩٩.٢ شما عدد ٩٩ را برخواهيد گزيد، اگر متر مدرج نواري شما ميليمتر را داشته باشد ميتوانيد ٩٩.٤ را اندازه بگيريد اما ٩٩.٤٣ را چطور؟ هرچقدر كه متر نواري شما واحدهاي كوچكتري داشته باشد، دقت اندازه گيري شما بيشتر باشد باز هم خطايي دارد، اين خطا ناشي از دقت وسيله ي اندازه گيري شماست، اما هايزنبرگ بيان متفاوتي از اين عدم قطعيت ارائه داد! وي بيان كرد هرچقدر هم كه دقت وسيله ي اندازه گيري شما بالا باشد، باز نميتوانيد همزمان از جفت كميت هايي مانند تكانه (يا سرعت) و مكان يك ذره به طور همزمان و با دقت بالا آگاهي يابيد! هرچقدر دقت شما در اندازه گيري يكي بالا رود در ديگري پايين خواهد آمد، به محض تمركز براي يافتن يكي ديگري نامعين خواهد شد!
هايزنبرگ فرض كرد كه بخواهيم حركت يك ريز ذره مانند نوترون را اندازه بگيريم، براي داشتن بيشترين دقت براي فهميدن مكان آن بايد از امواج با طول موج كوتاه مانند اشعه ي گاما استفاده كنيم، اما اشعه ي گاما انرژي بسيار بالايي دارد و هنگام برخورد با نوترون ضربه ي بزرگي بدان وارد مي كند، در نتيجه سرعت آن به طرز پيش بيني نشده اي از آنچه كه مي دانستيم تغيير مي يابد! حال اگر بخواهيم اين برخورد و تغيير سرعت را به حداقل برسانيم بايد از امواج با طول موج بلندتر استفاده كنيم كه انرژي كمتري دارند، اين كار گرچه تغيير سرعت را بسيار كم مي كند به علت طول موج بالاتر دقت اندازه گيري مكان ذره را پايين مي آورد! اين يك محدوديت غيرقابل رفع است كه هايزنبرگ در غالب اصل عدم قطعيت بيان كرد.
وي در نامه خود به ولفگانگ پاولي ديگر فيزيكدان برجسته ي آن زمان گفت: ” هرچه مكان با دقت بيشتري تعيين شود، تكانه در آن لحظه با دقت كمتري معين مي شود و بالعكس”

عدم قطعيت

معناي اين اصل كه هايزنبرگ خود از آن با اطلاع بود به شدت با ديدگاه رايج فيزيك در آن زمان مغايرت داشت، اين اصل به واقع بيان مي كند كه رفتار يك ذره ي بنيادي تا زماني كه اندازه گيري نشده مشخص نمي شود به عبارتي “مسير تنها زماني كه ما آن را مشاهده مي كنيم به وجود مي آيد” اين گفته فرض هاي فيزيك نيوتني كه مي پنداشت جهان خارج و مستقل از ناظر وجود دارد را به چالش كشيده و نشان مي داد كه اين سخنان در سطح اتمي پوچ و بي معناست! تنها مي شد از احتمال صحبت كرد! نتايجي كه بيش از پيش بسياري همچون آلبرت انيشتين را آشفته ساخت هرچند كه در برابر آنچه معادلات نشان مي داد كاري از آنها بر نمي آمد! !

 

One comment

  1. Hi
    Tnx for your explaining

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

*

Scroll To Top