Cos'è la meccanica quantistica?
Il termine meccanica quantistica (QM) si riferisce generalmente a una formulazione matematica della teoria quantistica. La meccanica quantistica spesso descrive e prevede il movimento e il comportamento delle particelle a livello atomico e subatomico. Questi includono particelle come atomi, elettroni, protoni e fotoni. Secondo la meccanica quantistica, il comportamento e il movimento delle particelle a questi livelli microscopici sono controintuitivi, radicalmente diversi da qualsiasi cosa osservata nella vita quotidiana. Ciò richiede una teoria come la meccanica quantistica per spiegare meglio questo mondo diverso.
Nel mondo macroscopico, di solito ci sono due tipi di fenomeno che sono classificati dagli scienziati: particelle e onde. Le particelle possono essere considerate localizzate, trasportando massa ed energia nei loro movimenti. Le onde sono un tipo di fenomeno che non è mai localizzato e non ha massa, ma tuttavia trasporta energia. Le particelle di micro-mondo che vengono esaminate in meccanica quantistica sono diverse da quelle di thE macro-mondo, perché in alcune situazioni, le particelle possono agire come onde, mentre al contrario, le onde possono agire come particelle. Secondo la meccanica quantistica, ciò significherebbe che a livello quantico una mela potrebbe comportarsi come un'onda, mentre un'onda potrebbe comportarsi come una mela.
La meccanica quantistica utilizza l'unità quantistica per assegnare approssimativamente e misurare le quantità delle proprietà fisiche di queste particelle. Le particelle generalmente vengono misurate considerando la funzione d'onda registrata al momento della misurazione. Tuttavia, poiché le particelle possono comportarsi come onde, la posizione simultanea o la velocità di una particella non possono mai essere completamente determinate.
Questo apparente enigma è noto come il principio di incertezza di Heisenburg, che in altre parole afferma che la posizione e il momento non possono essere esattamente misurati contemporaneamente. Ciò non è del tutto dovuto al fatto che ci sono limitazioni nella misurazione di attrezzature o capacitàY, ma perché si ritiene che questa incertezza sia inerente alle particelle stesse. La meccanica quantistica è quindi una teoria matematica che cerca di calcolare le probabilità secondo la funzione d'onda.
Molti scienziati non sono d'accordo con i postulati della meccanica quantistica. Albert Einstein era uno scienziato che a volte era critico nei confronti della teoria quantistica, come in conflitto con la sua teoria. Pertanto, uno dei maggiori problemi nella fisica contemporanea è quello di creare una teoria che unificasse le idee della meccanica quantistica con quelle della teoria generale della relatività di Einstein. I fisici come Julian Barbour hanno proposto alcune soluzioni innovative a questo problema, affermando sostanzialmente che se gli umani considerano che il tempo stesso non esiste, non esiste un ostacolo all'unificare la meccanica quantistica e la teoria della relatività.