მიკროსამყარო

აქ მე მინდა მოგიყვეთ მიკროსამყარის თავისებურებებზე.
პირველ რიგში განვიხილოთ მაგალითი: ვთქვათ ვაკვირდებით მანქანას და ვიცით მისი სიჩქარე, მიმართულება და ვიციდ სად იმყოფება, მაშინ ჩვენ შეგვიძლია განვსაზღვროთ გარკვეული დროის შემდეგ სად იქნება ეს მანქანა, რაც იმას ნიშნავს რომ ვიცით მანქანის ტრაექტორია. ისმის კითხვა შესაძლებელია ვიცოდეთ მიკრონაწილაკის ტრაექტორია? შესაძლებელია ზუსტად ვთქვათ სად არის მიკრონაწილაკი დროის მოცემულ მომენტში? პასუხი არის არა. მიკრო სამყაროში კლასიკური ფიზიკით აუხსნელი მოვლენები ხდება, იქ ასე ვთქვათ სულ სხვა კანონები მოქმედებს. მიკრონაწილაკს არ გააჩნია ტრაექტორია, ამას ამტკიცებს ჰეიზენბერგის განუზღვრელობის პრინციპი: შეუძლებელია მიკრონაწილაკის იმპულსის და კოორდინატის ერთდროულად განსაზღვრა, ანუ უხეშად რომ ვთქვად თუ ვიცით სად არის მიკრონაწილაკი, მაშინ არ ვიცით მისი მიმართულება და პირიქით, ე.ი შეუძლებელია ტრაექტორიის განსაზღვრა , თვითონ ტრაექტორიის ცნება აზრს კარგავს მიკროსამყაროში.
მიკრო სამყაროში მოქმედებს კვანტური ფიზიკა, რომელშიც ნაწილაკის მოძრაობის განტოლებას წარმოადგენს შრედინგერის განტოლება. შრედინგერის განტოლების ამოხსნით ჩვენ მივიღებთ მხოლოდ გარკვეულ ალბათობას, ალბათობას იმისას თუ სად იმყოფება მიკრონაწილაკი. ანუ ამ ყველაფრით იმის თქმა მინდა, რომ შეუძლებელია მომავლის წინასწარმეტყველება, რადგანაც ჩვენი სამყარო რეალურად მიკრონაწილაკებისგან შედგება და მიკრონაწილაკის მომავლის ზუსტად თქმა კი შეუძლებელია, არსებობს მხოლოდ გარკვეული ალბათობები.
ეხლა განვიხილოთ მიკროსამყაროს კიდევ ერთი თავისებურება: ლუი დე-ბროლის ჰიპოთეზის თანახმად სულ ერთია ვილაპარაკებთ E-ენერგიის და p-იმპულსის მქონე ნაწილაკზე, თუ w-სიხშირის და k-ტალღური ვექტორის მქონე ტალღაზე, ანუ დე-ბროილის აზრით ნებისმიერ სხეულს შეესაბამებ ბრტყელი ტალღა. ე.ი მიკრონაწილაკს გააჩნია დუალური ბუნება, ის ერთდროულად წარმოადგენს ტალღასაც და კორპუსკულასაც(ნაწილაკს). ამ ჰიპოთეზას ამტკიცებს მრავალი ცდა. განვიხილოთ ერთერთი ცდა: თუ ავიღებთ ორხვრელიან ფირფიტას, რომელსაც ერთი მხრიდან ეცემა ელექტრონების ნაკადი ხოლო მეორე მხრიდენ თუ დავუხვედრებთ ელექტრონების დეტექტორს, დავინახავთ ინტერფერენციულ სურათს, ანუ დეტექტორზე სხვადასხვა ადგილზე გვექნება ელექტრეონების რაოდენობის მინიმუმები და მაქსიმუმები, ცენტრში მაქსიმუმის სიმაღლე ყველაზე დიდი იქნება,ანუ ცენტრში ყველაზე დიდი რაოდენობის ელექტრონი მოხვდება, შემდეგ ცენტრალური მაქსიმუმიდან დაშორებისას მაქსიმუმების სიმაღლე შემცირდება (ინტერფერენცია არის ორი ტალღის ზედდება, შეკრება, რომლის შედეგადაც გავაქვს ინტერფერენციული სურათი). ეხლა თუ დავხურავთ ერთ ხვრელს და ელექტრონების ნაკადს იგივეს დავტოვებთ, დავინახავთ ცენტრალური მაქსიმუმის ადგილას რაღაც N-რაოდენობის ელექტრონს. ეხლა თუ პირველ ხვრელს გავაღებთ და მეორეს დავხურავთ, დავინახავთ იგივე N-რაოდენობის ელექტრონს ცენტრალური მაქსიმუმის ადგილას. მაგრამ როდესაც ორივე ხვრელი არის გახსნილი ცენტრალური მაქსიმუმის ადგილას მოსალოდნელი 2N-რაოდენობის მაგივრად აღმოჩნდება 4N-რაოდენობის ელექტრონი, გამოდის რომ ერთი ელექტრონი ორივე ხვრელში გადის, რაც კლასიკური ფიზიკით აუხსნელია, მაგრამ თუ გავითვალისწინებთ დე-ბროილის ჰიპოთეზას, მაშინ ელექტრონი ასევე არის ტალღა და ამ შემთხვევაში ხდება ტალღების ინტერფერენცია და ასეთი სურათი ზუსტად აიხსნება ტალღური ფიზიკით.
საბოლოო ჯამში მივიღეთ, რომ მიკრონაწილაკს არ გააჩნია ტრაექტორია და ის ერთდროულად წარმოადგენს ტალღასაც და ნაწილაკსაც. ამ ორი თავისებურების გარდა კიდევ არსებობს მიკროსამყაროში მრავალი სხვა უცნაური მოვლენა , რომლებზედაც მოგვიანებით ვისაუბრებ...