קוונטים ממה שאני יודע...
וזה לא יותר מידי , אני עכשיו באמצע קורס על קוונים . מניסויים שהתאפשר לעשות אותם רק בתחילת מאה השנים האחרונות , הסתבר , שחוקי הפיסיקה בסדרי גודל קטנים ( כמו סדרי גודל של אטומים , אלקטרונים ופרוטונים) היא שונה לחלוטין מהפיסיקה שאנחנו הכרנו. ההבדל העיקרי איך שאני מבין אותו ( כמובן יש המווון ) הוא שבתורה הקלאסית מסתכלים על העולם שכל מורכב מחלקיקים יסודיים . בתורה הקוונטים החלקיקים מתוארים ע"י פונקציה "גלית" של המקום והזמן שנקראת " פונקצית גל". עכשיו מה זאת הפונקציה הזו ? נתחיל עם התיאור של האור באותה תקופה , למרות שלפעמים הוא מראה תכונות חלקיקיות , לרוב אור מתואר ע"י גל שמתקדם במרחב , הגל הזה גם כן מתואר ע"י פונקציה של המקום והמרחב. עכשיו , ידועה התופעה של התאבכות של אור כאשר מעבירים אור דרך שני חריצים במרחב מסויים ומסתכלים על מה שמתקבל על מסך מרוחק מהחריצים ומקבלים פסים מחזוריים של אור וחושך. אם היינו זורקים חומר (כמו אלקטרונים) דרך שני חריצים כאלו היינו מצפים לקבל פשוט שני פסים של "חומר" על המסך (נניח שהאלקטרון פוגע במסך נוצרת שם נקודת אור) , אבל , מניסויים עולה כי לא !!! מה שמתקבל זה גם פסים מחזוריים של אור ושל חושך !!!! המסקנה שהתקבלה : האלקטרונים יש להם תכונות גליות כלשהן ! ולכן המציאות את פונקצית הגל המסתורית הזאת שתתאר את התכונות הגליות של החומר !!! עכשיו מה זה הגל הזה ?! למשל גלי קול זה גלים של צפיפות נעה במרחב , וגלי אור זה גלים של אלקטרומגנטיות במרחב , מה זה פונקצית הגל שמתארת חומר ? הפרשנות הרווחת ( לפחות מה שאני לומד עכשיו) זה שפונקצית הגל הזאת זה פונקציה של "הסברות" שנעה במרחב ! הכוונה היא , שהפונקציה היא למעשה מדד למיקום החלקיק ! היכן שהפונקציה הזו יותר גדולה שמה יש סתברות יותר גבוהה למצוא את החלקיק ! גם לתנע יש "פונקצית גל" יוצא מזה ואחת ההנחות הבסיסיות של תורת הקוונטים זה שהן קשורות זו בזו בקשר מתמטי ( טרנספורם פורייה) ! השלכה אדירות של ההנחה הזו היא למשל : עיקרון אי הוודעות , אי אפשר אף פעם לדעת בדיוק מה המיקום והתנע של חלקיק אלא המכפלה של "אי הוודעות" של שניהם יש לה חסם תחתון ( האי וודאות במקום ובתנע נובעת מהעובדה שאין לחלקיק ממש מקום ותנע , אלא רק פונקציה שהיכן שהיא גבוהה יש הסתברות יותר גבווה למצוא שם את ה"חלקיק")! עכשיו , מההנחה שפונקצית הגל של חלקיק היא טרנספורם פורייה של התנע ( מילים מסובכות לא חשוב בדיוק מה זה טרנספורם פורייה לצורך העיניין) והנחה נוספת לגבי האנרגיה ( אם אני לא טועה) נובע שיש משוואה , שהיא כמו מכונה ! תגיד לי מהו ה"כוח" שפועל במרחב (מהו הפוטנציאל במרחב) ואני אגיד לך מהי פונקצית הגל של החלקיק במרחב ! למשוואה הזו קוראים משוואת שרדינגר ! ומפתרון שלה יוצאים כמה דברים ממש ממש מאגניבים , לדוגמא : בתורה הקלאסית , אם היינו זורקים חלקיק לעבר קיר , הוא היה פשוט חוזר אלינו , כמו למשל אם זורקים כדור טניס לקיר הוא חוזר. מתורת הקוונטים נובע למשל שאם זורקים חלקיק לקיר , יש הסתברות שהוא יעבור את הקיר כאילו שלא היה שם קיר בכלל !! ( בתנאים מסויימים) הערה נוספת לגבי פונקצית הגל ! בניסוי שתיארתי מקודם עם האלקרונים שעוברים דרך שני חריצים , מסתבר שאם מאירים אור על החריצים ככה שיודעים בדיוק כל אלקטרון מאיזה חריץ הוא יצא , כבר לא מתקבלים פסים מחזוריים על המסך אלא שני פסים ענקיים כמו שהיינו מצפים מהתורה הקלאסית . ההסבר הקוונטי הוא הנחה נוספת : קריסת פונקצית הגל ! ההנחה הזו אומרת שברגע שאנו מבצעים מדידה של חלקיק( של האנרגיה) , פונקצית הגל שלו קורסת לאחד מהמצבים העצמיים שלה ונשארת שם ! אי אפשר לדעת לאיזה "מצב עצמי" ניפול , אבל אפשר לבצע " ניחוש חכם" כי יש מצבים עצמיים עם הסתברות גבווה יותר ויש עם נמוכה יותר. בכל אופן , תורת הקוונטים היא פיסיקה חדשה שנוגעת בסקלות קטנות ומצליחה להסביר תופעות ודברים מדהימים שאין סיכוי שהפיסיקה הקלאסית היתה יכולה להסביר ( למשל הספקטרום הבדיד של יסודות מסויימים). מקווה שלא סיבכתי יותר מידי ושהסברתי נכון , יכול להיות מאוד שלא כי אני חדש חדש חדש לנושא הזה
