ทฤษฎีควอนตัมคืออะไร?

ทฤษฎีควอนตัมเป็นวิธีการอธิบายลักษณะของสสารและพฤติกรรมของอะตอมและระดับอะตอม ที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดคือกลศาสตร์ควอนตัมซึ่งเป็นคำอธิบายของสสารในระดับอะตอมและระดับอะตอม ทฤษฎีนี้อนุมานว่าสสารทั้งหมดประกอบด้วยหน่วยของบุคคลและเชิงปริมาณ ได้รับการพัฒนาในปี 1900 โดยนักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน Max Planck เขาเสนอทฤษฎีของเขาให้กับสมาคมกายภาพเยอรมัน ในขณะที่ทฤษฎีส่วนใหญ่ยังคงมีการถกเถียงกันอย่างมากและมีการโต้เถียงกันบ้าง แต่ก็มีบางส่วนที่ได้รับการยอมรับในระดับสากลเกือบทั้งหมดจากหลักฐานที่มีอยู่

ทฤษฎีควอนตัมถูกใช้ในนิยายยอดนิยมเพื่ออธิบายสิ่งต่าง ๆ มากมาย รายการโทรทัศน์ยอดนิยมเช่น "Sliders" และ "Quantum Leap" ได้สร้างความสนใจอย่างมาก มันยังมีบทบาทในนวนิยาย "นางฟ้าและปีศาจ" ของแดนบราวน์ในระหว่างการอธิบายถึงการดำรงอยู่และความสำคัญของปฏิสสาร ในกรณีส่วนใหญ่งานนี้และงานวรรณกรรมอื่น ๆ ให้ดูหนึ่งในสองทฤษฎีสำคัญที่เกี่ยวข้องกับความเป็นจริงของโลกธรรมชาติเพื่อสร้างสถานที่ของพวกเขา ทฤษฎีเหล่านี้เรียกว่าการตีความที่โคเปนเฮเกนและทฤษฎีหลายโลก

ทฤษฎีหลายโลกสมมุติว่าเมื่อวัตถุอยู่ในสถานะใด ๆ จักรวาลรอบ ๆ วัตถุนั้นจะเปลี่ยนเป็นจักรวาลคู่ขนานจำนวนมาก จำนวนของจักรวาลคู่ขนานจะถูกกำหนดโดยจำนวนของจักรวาลที่เป็นไปได้ซึ่งเป็นไปได้ที่วัตถุนั้นจะมีอยู่ ตัวเลขนี้เป็นไปไม่ได้ที่จะรู้อย่างน้อยก็อย่างที่มันอยู่ในขณะนี้ด้วยเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ที่ทันสมัย ในบางจุดอาจมีการพัฒนาเครื่องมือที่สามารถแสดงหลักการทฤษฎีควอนตัมได้ชัดเจนยิ่งขึ้น

การตีความโคเปนเฮเกนของทฤษฎีควอนตัมแสดงให้เห็นว่าไม่สามารถสันนิษฐานได้ว่ามีอนุภาคจนกระทั่งมันถูกวัด จากนั้นเมื่อเกิดขึ้นมันก็เป็นสิ่งที่วัดได้ ในขณะที่สิ่งนี้ดูเหมือนจะเป็นคำแนะนำที่ตรงไปตรงมาการตีความทฤษฎีควอนตัมนี้บ่งชี้ว่าอนุภาคนั้นอยู่ในสถานะที่เป็นไปได้ทั้งหมดจนกว่าจะมีการวัดและสังเกตโดยเฉพาะ

เรื่องนี้มักจะแสดงโดยใช้ตัวอย่างที่รู้จักกันในชื่อแมวของ Schrodinger หากแมวในตัวอย่างสมมุติถูกนำมาและโยนลงในกล่องมันจะปลอดภัยที่จะถือว่ามันมีชีวิตอยู่อย่างน้อยก็ในช่วงระยะเวลาหนึ่ง หากขวดไซยาไนด์ถูกโยนลงไปในกล่องนั้นอาจทำให้แมวแตกและฆ่าได้ หรืออาจจะไม่ได้รับความเสียหายและไว้ชีวิตแมว ตราบใดที่ไม่ทราบสิ่งนี้การตีความโคเปนเฮเกนของทฤษฎีควอนตัมจะอ้างถึงแมวอยู่ในทั้งสองรัฐหมายถึงชีวิตและตายในเวลาเดียวกัน

หนึ่งในนักวิจารณ์ที่ใหญ่ที่สุดของทฤษฎีควอนตัมคือ Albert Einstein ไอน์สไตน์ไม่สามารถตกลงกันได้ว่ามีอนุภาคเดียวสามารถมีอยู่ในมากกว่าหนึ่งจักรวาลตามที่เสนอในทฤษฎีโลกหลายแห่ง อย่างไรก็ตามนักฟิสิกส์ยอมรับบางแง่มุมของทฤษฎี ยกตัวอย่างเช่นเขาเข้าใจว่าพลังงานสามารถมีอยู่ในหน่วยวัดเชิงปริมาณและแนะนำว่าสิ่งนี้ไม่เพียง แต่เป็นพลังงานเท่านั้น แต่ยังรวมถึงรังสีด้วย