Visão geral da física quântica
Como a mecânica quântica explica o universo invisível
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A física quântica é o estudo do comportamento dos matéria e energia nos níveis molecular, atômico, nuclear e até mesmo em níveis microscópicos menores. No início do século 20, os cientistas descobriram que as leis que governam os objetos macroscópicos não funcionam da mesma forma em reinos tão pequenos.
O que significa quântico?
'Quantum' vem do latim que significa 'quanto'. Refere-se às unidades discretas de matéria e energia que são previstas e observadas na física quântica. Mesmo espaço e tempo, que parecem ser extremamente contínuos, têm os menores valores possíveis.
Quem desenvolveu a mecânica quântica?
À medida que os cientistas ganhavam a tecnologia para medir com maior precisão, fenômenos estranhos eram observados. O nascimento da física quântica é atribuído ao artigo de 1900 de Max Planck sobre a radiação do corpo negro. O desenvolvimento do campo foi feito por Max Planck , Albert Einstein , Niels Bohr , Richard Feynman, Werner Heisenberg, Erwin Schroedinger e outras figuras luminosas no campo. Ironicamente, Albert Einstein teve sérios problemas teóricos com a mecânica quântica e tentou por muitos anos refutá-la ou modificá-la.
O que há de especial na física quântica?
No reino da física quântica, observar algo realmente influencia os processos físicos que ocorrem. As ondas de luz agem como partículas e as partículas agem como ondas (chamadas dualidade onda partícula ). A matéria pode ir de um ponto a outro sem se mover pelo espaço intermediário (chamado tunelamento quântico). As informações se movem instantaneamente por grandes distâncias. De fato, na mecânica quântica descobrimos que todo o universo é na verdade uma série de probabilidades. Felizmente, ele falha ao lidar com objetos grandes, como demonstrado pelo Gato de Schrodinger experimento de pensamento.
O que é Emaranhamento Quântico?
Um dos conceitos-chave é entrelaçamento quântico , que descreve uma situação em que várias partículas estão associadas de tal forma que a medição do estado quântico de uma partícula também impõe restrições às medições das outras partículas. Isso é melhor exemplificado pela Paradoxo EPR . Embora originalmente um experimento mental, isso agora foi confirmado experimentalmente através de testes de algo conhecido como Teorema de Bell .
Óptica Quântica
Óptica quântica é um ramo da física quântica que se concentra principalmente no comportamento da luz, ou fótons. No nível da óptica quântica, o comportamento dos fótons individuais influencia a luz que sai, ao contrário da óptica clássica, desenvolvida por Sir Isaac Newton. Os lasers são uma aplicação que surgiu do estudo da óptica quântica.
Eletrodinâmica Quântica (QED)
A eletrodinâmica quântica (QED) é o estudo de como os elétrons e os fótons interagem. Foi desenvolvido no final da década de 1940 por Richard Feynman, Julian Schwinger, Sinitro Tomonage e outros. As previsões de QED sobre a dispersão de fótons e elétrons são precisas para onze casas decimais.
Teoria do Campo Unificado
Teoria do campo unificado é uma coleção de caminhos de pesquisa que estão tentando conciliar a física quântica com A teoria da relatividade geral de Einstein , muitas vezes tentando consolidar forças fundamentais da física . Alguns tipos de teorias unificadas incluem (com alguma sobreposição):
- Gravidade Quântica
- Gravidade Quântica em Loop
- Teoria das Cordas / Teoria das Supercordas / Teoria M
- Grande Teoria Unificada
- Supersimetria
- Teoria de tudo
Outros nomes para a física quântica
A física quântica às vezes é chamada de mecânica quântica ou teoria quântica de campos. Ele também tem vários subcampos, como discutido acima, que às vezes são usados de forma intercambiável com a física quântica, embora a física quântica seja realmente o termo mais amplo para todas essas disciplinas.
Principais descobertas, experimentos e explicações básicas
Descobertas mais antigas
Dualidade onda-partícula
Princípio da Incerteza de Heisenberg
Causalidade em Física Quântica - Experimentos de Pensamento e Interpretações
- A Interpretação de Copenhague
- Gato de Schrodinger
- Paradoxo EPR
- A interpretação de muitos mundos