Kvant mexanikası, 20-ci əsrin əvvəlində inkişaf etməyə başlayan, mikroskopik ölçülərdə maddə və enerjinin davranışlarını izah etməyə çalışan bir elmi sahədir. Klassik fizika gündəlik həyatda obyektlərin hərəkətini izah etməkdə müvəffəq olsa da, atomlar və subatomik hissəciklərin davranışını başa düşməkdə çatışmazlıqlar göstərirdi. Kvant mexanikası, mikroskopik aləmi başa düşmək üçün yeni bir nəzəriyyə təqdim edir və təbiətin qanunlarını daha dərindən anlamağa imkan verir. Bu sahə, daha əvvəl heç düşünülməmiş ideyalar ortaya qoyaraq, həm elm, həm də texnologiya sahəsində inqilabi dəyişikliklərə səbəb olub.
Kvant mexanikası, yalnız mikroskopik hissəciklərin deyil, işığın və enerjinin də davranışlarını izah edir. Bu sahədəki prinsiplər, klassik fizikanın şərtləri ilə tamamilə ziddiyyət təşkil edir. Məsələn, kvant mexanikasında bir maddə eyni anda bir neçə yerdə və ya vəziyyətdə ola bilər, bu isə ənənəvi fizika anlayışları ilə uzlaşmır. Kvant dünyası ehtimallar və qeyri-müəyyənliklər üzərində qurulmuşdur, halbuki klassik fizika sabit və dəqiq hadisələrin mövcudluğunu nəzərdə tutur.
Kvant Mexanikasının Tarixi
Kvant mexanikasının əsası 1900-cü ildə Maks Plankın qara cisim radiasiyasını izah etmək üçün irəli sürdüyü nəzəriyyə ilə qoyulmuşdur. Plank, maddənin enerjisinin davamlı deyil, müəyyən diskret hissələrdən ibarət olduğunu irəli sürərək “kvant” anlayışını təqdim etdi. Bu təklif, enerji və maddənin konkret ölçülərdə mövcud olduğu fikrini irəli sürdü və əvvəlki fizika qanunları ilə ziddiyyət təşkil etdi.
1905-ci ildə Albert Eynşteyn, fotoelektrik effekti izah edərkən işığın həm dalğa, həm də hissəcik (foton) olaraq hərəkət etdiyini göstərdi. Bu tapıntı, kvant nəzəriyyəsinin daha geniş tətbiqləri üçün yol açdı. 1920-ci illərdə isə Niels Bor, Verner Hezenberq, Ervin Şrodinqe və Paul Dirak kimi alimlər kvant mexanikasının əsas prinsiplərini formalaşdırdılar. 1925-ci ildə Hezenberq, bir hissəciyin mövqeyinin və sürətinin eyni anda dəqiq ölçülə bilməyəcəyini göstərərək qeyri-müəyyənlik prinsipini irəli sürdü. Bu, kvant dünyasının ən vacib xüsusiyyətlərindən birini təşkil edir.
Kvant Mexanikasının Əsas Prinsipləri
Kvant mexanikasının bir çox qəribə və qeyri-adi anlayışı vardır. Bunlar mikroskopik dünyanın müxtəlif hadisələrini başa düşməyə kömək edir. Aşağıda kvant mexanikasının bəzi əsas prinsiplərini təqdim edirik:
Hezenberqin Qeyri-Müəyyənlik Prinsipi
Hezenberqin qeyri-müəyyənlik prinsipi, bir hissəciyin həm mövqeyini, həm də sürətini eyni anda dəqiq ölçə bilməyəcəyimizi bildirir. Bu prinsipə görə, bir hissəciyin mövqeyinin dəqiq ölçülməsi onun sürətinin qeyri-müəyyən olmasına səbəb olur. Kvant aləmində hər şey ehtimallar üzərində qurulub, bu da klassik fizikanın anlayışları ilə ziddiyyət təşkil edir.
Superpozisiya Prinsipi
Superpozisiya prinsipi, bir hissəciyin bir neçə fərqli vəziyyətdə eyni anda ola biləcəyini izah edir. Bu fenomen yalnız müşahidə edildikdən sonra müəyyən bir vəziyyətə çevrilir. Şrödinqin "pişik paradoksu"bu fenomeni nümayiş etdirir, burada pişik eyni anda həm ölü, həm də diri ola bilər, amma müşahidə edildikdən sonra yalnız bir vəziyyət müəyyənləşir.
Kvant Tünelləmə Prinsipi
Kvant tünelləmə, bir hissəciyin enerjisini aşması mümkün olmayan bir baryeri keçməsi fenomenidir. Məsələn, elektron müəyyən bir enerji baryeri ilə qarşılaşarsa, bu baryeri kvant mexanikasında keçə bilər, çünki maddə dalğa xüsusiyyətlərinə malikdir və bəzi ehtimallar ilə baryeri aşır. Bu prinsip, nüvə reaksiyaları və yarımkeçiricilər kimi texnologiyalarda vacibdir.
Kvant Mexanikasının Tətbiqləri
Kvant mexanikası yalnız nəzəriyyə sahəsində deyil, həm də praktiki tətbiqlər sahəsində mühüm rol oynayır. Bəzi müasir texnoloji sahələrdə kvant mexanikasının tətbiqi aşağıdakı kimidir:
• Yarımkeçiricilər və Elektronika: Kvant mexanikası mikroçiplərin və yarımkeçiricilərin işləmə prinsiplərini izah edir. Mikroçip texnologiyaları kvant prinsiplərinə əsaslanır.
• Lazerlər: Lazerlər kvant mexanikasının tətbiqidir, çünki onlar işığın kvant xüsusiyyətlərindən istifadə edərək yüksək enerjili və dar bir işıq şüası yaradır.
• Kvant Kriptografiya: Kvant mexanikası, məlumatların təhlükəsiz şəkildə ötürülməsi üçün yeni kriptografik metodlar təklif edir. Kvant kriptografiyası, məlumatın müdaxilədən qorunmasını təmin edir.
• Kvant Hesablama: Kvant kompüterləri ənənəvi kompüterlərdən fərqli olaraq, kvant xüsusiyyətlərindən istifadə edərək çox daha sürətli və effektiv problemləri həll edir.
• Tibbi Tətbiqlər:Kvant mexanikası, tibbi görüntüləmə sahəsində, xüsusilə maqnetik rezonans görüntüləmə (MRG) kimi tətbiqlərdə istifadə olunur.
Nəticə
Kvant mexanikası, mikroskopik dünyanın xüsusiyyətlərini izah edərək bir çox texnoloji inqilabları mümkün etmişdir. Bu sahə həmçinin kainatın təməl qanunlarını daha yaxşı anlamağa kömək edir. Kvant mexanikası, həm elm, həm də texnologiya dünyasında böyük irəliləyişlərə yol açmış və hələ də inkişaf etməkdədir. Bu sahə gələcəkdə yeni tapıntılar və texnoloji yeniliklər gətirəcək, daha geniş tətbiq sahələri yaradacaqdır. Kvant mexanikasının tətbiqləri, gələcəyin texnologiyalarını formalaşdıracaq və həm fizika, həm də digər sahələrdə yeni imkanlar yaradacaq.
Mədinə Məmmədova//EDnews
