جنرال لواء

ماكس بورن وصياغة ميكانيكا الكم

ماكس بورن وصياغة ميكانيكا الكم


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

بدون ماكس بورن ، فإن العديد من التطورات التكنولوجية التي حققناها في القرن الماضي بعد اكتشاف ميكانيكا الكم لن تكون ممكنة.

وضع بورن ، الفيزيائي الألماني والمدافع عن السلام ، الأساس الكمي الذي سيبني عليه الآخرون لتغيير الطريقة التي نرى بها العالم ونتفاعل معه اليوم.

بدايات ماكس بورن الوظيفي

عندما كان طفلاً ، تم إبعاد ماكس بورن عن المدارس العامة في ألمانيا بسبب ضعف بدني واضح.

بالاعتماد على مدرسين خاصين ، قدم والديه تعليمًا قويًا قدر استطاعتهما قبل أن يذهب بورن إلى جامعات مختلفة لدراسة الرياضيات والفيزياء.

حصل بورن على الدكتوراه من جامعة غوتنغن بألمانيا عام 1907 ، وأمضى العقد ونصف العقد التاليين لبناء سمعته كفيزيائي لامع.

سرعان ما بدأ بورن في دراسة نظرية النسبية لأينشتاين ، وفي النهاية تقابل بانتظام مع أينشتاين نفسه ، والتي تطورت مع مرور الوقت إلى صداقة عميقة وحقيقية.

انتقل بورن إلى برلين في عام 1915 للعمل تحت قيادة ماكس بلانك ، لكنه سرعان ما أُجبر على الخدمة العسكرية في الجيش الألماني مع اندلاع الحرب العظمى في جميع أنحاء أوروبا.

يبدو أن هذه الفرصة الضائعة للدراسة مع أحد عظماء العلم قد تركت بصمة عميقة على Born. بلا شك ، الحرب نفسها فعلت.

تم توظيفه في العديد من أقسام الهندسة اللاسلكية في الجيش ، وكان غالبًا ما يسحب الخيوط لضمان تعيين زملائه السابقين وطلابه في قسمه ، مما يجنبهم ويلات الجبهة الغربية.

بمجرد انتهاء الحرب ، عاد بورن إلى جامعة غوتنغن في عام 1921 كأستاذ مشارك في الفيزياء. أدت سمعته إلى جانب النجوم البارزين الآخرين إلى جعل غوتنغن المركز الأول للفيزياء الذرية في أوروبا.

تدوين قواعد ميكانيكا الكم

مثل معاصره نيلز بور ، كان ماكس بورن مرشدًا مطلوبًا للغاية من قبل الكثيرين الذين أصبحوا من النجوم البارزين في فيزياء القرن العشرين.

ساهم التألق الجماعي للرجال والنساء العاملين في Göttingen بشكل كبير في عمل Born الرائد ، والذي تم بناء الكثير منه على اكتشافات ربيبه ، Werner Heisenberg.

عندما كتب فيرنر هايزنبرغ ورقته الأولى عن ميكانيكا الكم في عام 1925 ، عرض المخطوطة على بورن لمراجعتها.

وصفت ورقة Heisenberg الحقائق التي يمكن ملاحظتها حول الجسيمات دون الذرية ، أي موقعها وزخمها وطاقتها ، ككيانات منفصلة وكانت واحدة من الأوراق العلمية البارزة في القرن العشرين.

رأى بورن على الفور أن هذه الخصائص للجسيم يمكن التعبير عنها كمصفوفات رياضية.

بمساعدة هايزنبرغ وجوردان ، بنى Born أعمال Heisenberg وصاغ الوصف الأساسي لميكانيكا الكم ، في شكل مصفوفة ، وهي المرة الأولى التي يتم فيها القيام بذلك على الإطلاق.

في غضون ذلك ، كان الفيزيائي النمساوي إدوين شرودنجر منشغلًا في صياغة نسخته الخاصة من ميكانيكا الكم ، ونشر نظريته الموجية لميكانيكا الكم في عام 1926.

سرعان ما سيتضح أن شكل المصفوفة وشكل الموجة لميكانيكا الكم كانا متكافئين رياضيًا ، ولكن لا يزال هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به للتعبير الكامل عن هذا النظام الرائع الذي يحكم الجسيمات دون الذرية.

وبالتحديد ، تضمنت نظرية الموجة لشرودنجر وظيفة موجية لم يتم شرحها بالكامل بعد.

ولد ، مصممًا على التخلص من أي تجاعيد في القواعد الجديدة التي كان يصيغها ، وذهب للعمل لاستكشاف طبيعة وظيفة الموجة التي تحكم الجسيمات في شكلها الموجي.

وظيفة الموجة في ميكانيكا الكم

تعتبر وظيفة الموجة طريقة بسيطة نسبيًا للتعبير عن نظام حالات الجسيمات دون الذرية. بينما الجسيم غير مرصود وغير مقيس ، تقول ميكانيكا الكم أن الجسيم في حالة غير محددة تعرف باسم التراكب.

هذا ما يمنح الجسيمات القدرة على التواجد في مكانين مختلفين في الفضاء في نفس الوقت - وهو خرق خطير للفيزياء الكلاسيكية التي تنص على أن الجسم لا يمكن أن يكون له سوى موقع واحد في نقطة زمنية محددة.

ومع ذلك ، بمجرد أن يُلاحظ الجسيم ، يجب أن "يقرر" ما هو موقعه الفعلي في الفضاء.

تُعرف عملية تحديد موقع الجسيم بانهيار وظيفة الموجة.

تمثل كل نقطة على طول الوظيفة موقعًا محددًا في الفضاء ، كما هو محدد بسعة الموجة في تلك النقطة على وظيفة الموجة.

ما أدركه بورن ، وأظهره في ورقة نُشرت عام 1926 ، هو أن هذه النقاط على طول خط الوظيفة ، يمكن استخدامها لحساب احتمال العثور على الجسيم في موضع معين بمجرد انهيار الدالة الموجية.

من خلال تربيع القيمة المطلقة لسعة الموجة عند أي رابط معين في السلسلة ، ستحصل على كسر أقل من 1 ، وهذا الكسر ، 1/2 ، 3/4 ، 1/10 ^ 10 ، إلخ ، يمثل احتمالية العثور على الجسيم في ذلك الموقع بمجرد ملاحظته أو قياسه.

حيث 1 سيكون يقينًا مطلقًا من أن الجسيم يمكن العثور عليه في موقع معين ، ويمثل الصفر اليقين المطلق بأن الجسيم لا يمكن أن يظهر أبدًا في هذا الموقع.

مع هذا الاكتشاف - الذي يسمى بقاعدة Born - تم وصف الأسس الرياضية الأساسية لميكانيكا الكم بشكل كامل.

تراث ماكس بورن

الآن وقد تمت صياغة رياضيات ميكانيكا الكم ، لم تعد ميكانيكا الكم تمرينًا أكاديميًا أو فضولًا ويمكن الآن تشغيلها.

كل شيء من الليزر إلى أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي إلى أجهزة الكمبيوتر الكمومية يعتمد على العمل الذي قام به ماكس بورن في تلك السنوات القليلة في منتصف عشرينيات القرن الماضي.

من خلال صياغة الصيغ الفعلية لميكانيكا الكم ، يمكن إجراء اختبارات جديدة وإجراء بحث جديد لتعزيز فهمنا للعالم دون الذري.

بعد عام من تقاعده من الأوساط الأكاديمية ، في عام 1954 ، تم الاستشهاد بجهوده في 1925-1926 على وجه التحديد حيث حصل على جائزة نوبل في الفيزياء.

حتى وفاته ، استمر ماكس بورن في القيام بعمل جدير بالثناء بعد تقاعده في السعي لتحقيق السلام ونزع السلاح النووي.

على الرغم من ذلك ، في سجلات التاريخ ، كان عمل ماكس بورن في ميكانيكا الكم تحويليًا تمامًا وهو ينتمي بحق إلى عمالقة فيزياء القرن العشرين.


شاهد الفيديو: المؤثرات في الميكانيك الكمي لمرحلة الثالث الفيزياء (يوليو 2022).


تعليقات:

  1. Acaiseid

    أعتقد أنك ستسمح بالخطأ. يمكنني إثبات ذلك. اكتب لي في PM ، سنتحدث.

  2. Moogujind

    أعتذر ، لكن في رأيي ، أنت لست على حق. دعنا نناقش. اكتب لي في PM.

  3. Meztizuru

    أعتقد أنك ترتكب خطأ. يمكنني إثبات ذلك.

  4. Macauslan

    أنا آسف ، لكن أعتقد أنك مخطئ.أنا متأكد. يمكنني الدفاع عن موقفي. أرسل لي بريدًا إلكترونيًا إلى PM ، سنناقش.

  5. Garberend

    أكثر هدوءًا ، كل شيء على ما يرام! الجميع يحبها وأنا!

  6. Mac An Bhaillidh

    أخبار. أعط أين يمكنني العثور على مزيد من المعلومات حول هذا الموضوع؟

  7. Teirtu

    موضوع لا مثيل له ، إنه مثير للاهتمام بالنسبة لي :)



اكتب رسالة