Yamuna.A

ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರ

ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್ಗೆ ಪರಿಚಯ

ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರ ಎಂಬುದು ಪರಮಾಣುಗಳು ಮತ್ತು ಉಪ-ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಕಣಗಳು / ಅಲೆಗಳ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಮ್ಯಾಟರ್ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯ ವರ್ತನೆಯನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುವ ಒಂದು ಭೌತಿಕ ವಿಜ್ಞಾನವಾಗಿದೆ.

ಜಲಜನಕದ ತರಂಗ ಕಾರ್ಯ

ನಕ್ಷತ್ರಗಳು ಮತ್ತು ಗೆಲಕ್ಸಿಗಳಂತಹ ದೊಡ್ಡ ವಸ್ತುಗಳು ಮತ್ತು ಬಿಗ್ ಬ್ಯಾಂಗ್ನಂತಹ ವಿಶ್ವವಿಜ್ಞಾನದ ಘಟನೆಗಳು ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ ಮತ್ತು ವಿವರಿಸಬಹುದು ಎಂಬುದರ ಸಮಕಾಲೀನ ತಿಳುವಳಿಕೆಯ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಅದು ಸಹ ಆಧಾರವಾಗಿದೆ.

ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರವು ನ್ಯಾನೊತಂತ್ರಜ್ಞಾನ, ಕಂಡೆನ್ಸಡ್ ಮ್ಯಾಟರ್ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ, ಕ್ವಾಂಟಮ್ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ, ರಚನಾತ್ಮಕ ಜೀವಶಾಸ್ತ್ರ, ಕಣ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ, ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಸೇರಿದಂತೆ ಹಲವಾರು ಸಂಬಂಧಿತ ವಿಭಾಗಗಳ ಅಡಿಪಾಯವಾಗಿದೆ.

"ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್" ಎಂಬ ಶಬ್ದವನ್ನು ಮೊದಲು 1924 ರಲ್ಲಿ ಮ್ಯಾಕ್ಸ್ ಬಾರ್ನ್ ಎಂಬವರು ಸೃಷ್ಟಿಸಿದರು.

ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್ನ ಸಾಮಾನ್ಯ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದ ಸಮುದಾಯದಿಂದ ಸ್ವೀಕಾರವು ನ್ಯೂಟೋನಿಯನ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್ ವಿಫಲವಾದ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳೂ ಸೇರಿದಂತೆ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳ ದೈಹಿಕ ವರ್ತನೆಯ ನಿಖರವಾದ ಊಹೆಯ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ.

ಸಾಮಾನ್ಯ ಸಾಪೇಕ್ಷತೆಯು ಸೀಮಿತವಾಗಿದೆ - ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್ ಅಲ್ಲ - ಅಣು ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಅಥವಾ ಚಿಕ್ಕದಾದ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ವಿವರಿಸಲು, ಕಡಿಮೆ ಅಥವಾ ಅತಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಅಥವಾ ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ.

ಒಂದು ಶತಮಾನದ ಪ್ರಯೋಗ ಮತ್ತು ಅನ್ವಯಿಕ ವಿಜ್ಞಾನದ ಮೂಲಕ, ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಸಿದ್ಧಾಂತವು ಅತ್ಯಂತ ಯಶಸ್ವಿ ಮತ್ತು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ ಸಾಬೀತಾಯಿತು.

ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್ ಇತಿಹಾಸ

ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್ನ ಅಡಿಪಾಯವು 1800 ರ ದಶಕದ ಆರಂಭದಿಂದಲೂ ಬಂದಿದೆ, ಆದರೆ 1900 ರಲ್ಲಿ ಮ್ಯಾಕ್ಸ್ ಪ್ಲ್ಯಾಂಕ್ನ ಕೆಲಸದಿಂದ ಕ್ಯೂಎಮ್ನ ನೈಜ ಆರಂಭಗಳು.

ಸಂಭವನೀಯತೆ ಸಾಂದ್ರತೆ

ಆಲ್ಬರ್ಟ್ ಐನ್ಸ್ಟೀನ್ ಮತ್ತು ನೀಲ್ಸ್ ಬೋಹ್ರ್ ಶೀಘ್ರದಲ್ಲೇ "ಹಳೆಯ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಿದ್ಧಾಂತ" ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಪ್ರಮುಖ ಕೊಡುಗೆಗಳನ್ನು ಮಾಡಿದರು.

ಆದಾಗ್ಯೂ, 1924 ರವರೆಗೆ ಲೂಯಿಸ್ ಡಿ ಬ್ರೊಗ್ಲಿಯ ಮ್ಯಾಟರ್-ವೇವ್ ಸಿದ್ಧಾಂತದೊಂದಿಗೆ ಸಂಪೂರ್ಣ ಚಿತ್ರ ಹೊರಹೊಮ್ಮಿದೆ ಮತ್ತು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್ನ ನಿಜವಾದ ಪ್ರಾಮುಖ್ಯತೆ ಸ್ಪಷ್ಟವಾಯಿತು.

1920 ರ ದಶಕದ ಮಧ್ಯಭಾಗದಲ್ಲಿ ಈಗ "ಹೊಸ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರ" ಅಥವಾ "ಹೊಸ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ" ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಕೆಲವು ಪ್ರಮುಖವಾದ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಮ್ಯಾಕ್ಸ್ ಬಾರ್ನ್, ಪಾಲ್ ಡಿರಾಕ್, ವರ್ನರ್ ಹಿಸೆನ್ಬರ್ಗ್, ವೋಲ್ಫ್ಗ್ಯಾಂಗ್ ಪೌಲಿ ಮತ್ತು ಎರ್ವಿನ್ ಸ್ಕ್ರೋಡಿಂಗರ್ರವರು.

ನಂತರ, 1947 ರಲ್ಲಿ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗಾಗಿ ಮತ್ತು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕ್ರೊಮೊಡೈನಮಿಕ್ಸ್ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗಾಗಿ ಮುರ್ರೆ ಗೆಲ್-ಮಾನ್ರಿಂದಾಗಿ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ವಿಸ್ತರಿಸಲಾಯಿತು. ಜೂಲಿಯನ್ ಸ್ಕ್ವಿಂಗರ್, ಸಿನ್-ಇಟೈರೊ ಟೊಮೊನಾಗಾ ಮತ್ತು ರಿಚರ್ಡ್ ಫೆನ್ಮನ್ ಈ ಕೆಲಸವನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸಿದರು.

ಗುಳ್ಳೆಗಳ ಮೇಲೆ ಬಣ್ಣದ ಬ್ಯಾಂಡ್ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ಹಸ್ತಕ್ಷೇಪವು ಬೆಳಕನ್ನು ಕಣದಂತೆ ಚಿತ್ರಿಸುವ ಮಾದರಿಯ ಮೂಲಕ ವಿವರಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ.

ಅದನ್ನು ತರಂಗ ಎಂದು ಚಿತ್ರಿಸುವ ಮಾದರಿಯಿಂದ ಇದನ್ನು ವಿವರಿಸಬಹುದು.

ಗಣಿತಶಾಸ್ತ್ರದ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರದ ಸಮಾನ ಸೂತ್ರೀಕರಣಗಳು

ಗಣಿತದ ಸಮೀಕರಣ

ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್ನ ಗಣಿತಶಾಸ್ತ್ರದ ಸಮಾನ ಸೂತ್ರೀಕರಣಗಳು ಹಲವಾರು ಇವೆ. ಹಳೆಯ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸುವ ಸೂತ್ರೀಕರಣಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾದ ಪಾಲ್ ಡಿರಾಕ್ ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದ "ರೂಪಾಂತರ ಸಿದ್ಧಾಂತ", ಇದು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್ನ ಎರಡು ಆರಂಭಿಕ ಸೂತ್ರೀಕರಣಗಳನ್ನು ಏಕೀಕರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಾಮಾನ್ಯಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ - ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್ (ವರ್ನರ್ ಹೈಸೆನ್ಬರ್ಗ್ನಿಂದ ಕಂಡುಹಿಡಿದಿದೆ) ಮತ್ತು ತರಂಗ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರ (ಎರ್ವಿನ್ ಸ್ಕ್ರೋಡಿಂಗರ್ನಿಂದ ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ).

ಫೋಟೋ ವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿಣಾಮ

ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್ ಸೃಷ್ಟಿಗೆ ವರ್ನರ್ ಹಿಸೆನ್ಬರ್ಗ್ 1932 ರಲ್ಲಿ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ನೊಬೆಲ್ ಪ್ರಶಸ್ತಿಯನ್ನು ಪಡೆದ ನಂತರ, ಕ್ಯೂಎಮ್ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೆ ಮ್ಯಾಕ್ಸ್ ಬಾರ್ನ್ ಪಾತ್ರವು 1954 ರ ನೋಬೆಲ್ ಪ್ರಶಸ್ತಿಯವರೆಗೆ ಗಮನಿಸಲಿಲ್ಲ. ೨೦೦೫ ರ ಬಾರ್ನ್ ಆಫ್ ಬೋರ್ನ್ನ ಜೀವನಚರಿತ್ರೆಯಲ್ಲಿ ಈ ಪಾತ್ರವು ಪ್ರಸಿದ್ಧವಾಗಿದೆ, ಇದು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್ನ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ ಸೂತ್ರೀಕರಣದಲ್ಲಿ ತನ್ನ ಪಾತ್ರವನ್ನು ಮತ್ತು ಸಂಭವನೀಯತೆಯ ಆಂಪ್ಲಿಟ್ಯೂಡ್ಸ್ನ ಬಳಕೆಯನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ. 1940 ರ ಮ್ಯಾಕ್ಸ್ ಪ್ಲ್ಯಾಂಕ್ನ್ನು ಗೌರವಿಸುವ ಉತ್ಸವದಲ್ಲಿ ಪ್ರಕಟವಾದಂತೆ, ಹಿಸೆನ್ಬರ್ಗ್ ಸ್ವತಃ ಬಾರ್ನ್ ನಿಂದ ಮಾತೃಗಳನ್ನು ಕಲಿತಿದ್ದನ್ನು ಒಪ್ಪಿಕೊಂಡಿದ್ದಾನೆ. ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ ಸೂತ್ರೀಕರಣದಲ್ಲಿ, ಕ್ವಾಂಟಮ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ತತ್ಕ್ಷಣದ ಸ್ಥಿತಿಯು ಅದರ ಅಳೆಯಬಹುದಾದ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಸಂಭವನೀಯತೆಗಳನ್ನು ಅಥವಾ "ವೀಕ್ಷಿಸಬಹುದಾದ" ಅನ್ನು ಸಂಕೇತಿಸುತ್ತದೆ. ವೀಕ್ಷಣೆಗಳ ಉದಾಹರಣೆಗಳಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿ, ಸ್ಥಾನ, ಆವೇಗ, ಮತ್ತು ಕೋನೀಯ ಆವೇಗ ಸೇರಿವೆ. ಅವಲೋಕನಗಳು ನಿರಂತರವಾಗಿ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಒಂದು ಕಣದ ಸ್ಥಾನ) ಅಥವಾ ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾಗಿರಬಹುದು (ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಒಂದು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಪರಮಾಣುವಿನ ಸುತ್ತ ಇರುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ನ ಶಕ್ತಿಯು). ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್ನ ಒಂದು ಪರ್ಯಾಯ ಸೂತ್ರೀಕರಣವು ಫೆಯನ್ಮಾನ್ನ ಪಥದ ಅವಿಭಾಜ್ಯ ಸೂತ್ರೀಕರಣವಾಗಿದೆ, ಇದರಲ್ಲಿ ಕ್ವಾಂಟಮ್-ಮೆಕ್ಯಾನಿಕಲ್ ವೈಶಾಲ್ಯವನ್ನು ಆರಂಭಿಕ ಮತ್ತು ಅಂತಿಮ ರಾಜ್ಯಗಳ ನಡುವೆ ಎಲ್ಲಾ ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಮತ್ತು ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ-ಅಲ್ಲದ ಮಾರ್ಗಗಳ ಮೇಲಿನ ಮೊತ್ತವೆಂದು ಪರಿಗಣಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ಕ್ಲಾಸಿಕಲ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್ನಲ್ಲಿ ಆಕ್ಷನ್ ತತ್ವದ ಕ್ವಾಂಟಮ್-ಯಾಂತ್ರಿಕ ಪ್ರತಿರೂಪವಾಗಿದೆ

ಅರ್ಜಿಗಳನ್ನು

ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರವು ನಮ್ಮ ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡದ ಹಲವು ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯಗಳನ್ನು ವಿವರಿಸುವಲ್ಲಿ ಅಗಾಧ [83] ಯಶಸ್ಸನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್ ಎನ್ನುವುದು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಎಲ್ಲಾ ಸಿದ್ಧಾಂತಗಳ (ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು, ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳು, ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ಗಳು, ಫೋಟಾನ್ಗಳು ಮತ್ತು ಇತರವು) ರೂಪಿಸುವ ಸಬ್ಟಾಮಿಕ್ ಕಣಗಳ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ವರ್ತನೆಗಳನ್ನು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸುವ ಏಕೈಕ ಸಿದ್ಧಾಂತವಾಗಿದೆ. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರವು ಸ್ಟ್ರಿಂಗ್ ಸಿದ್ಧಾಂತಗಳನ್ನು ಬಲವಾಗಿ ಪ್ರಭಾವಿಸಿದೆ, ಎಲ್ಲವೂ ಸಿದ್ಧಾಂತಕ್ಕಾಗಿ ಅಭ್ಯರ್ಥಿಗಳು .

ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್

ಅನೇಕ ಆಧುನಿಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಾಧನಗಳನ್ನು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್ ಬಳಸಿ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗಳಲ್ಲಿ ಲೇಸರ್, ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ (ಮತ್ತು ಮೈಕ್ರೊಚಿಪ್), ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪ್ ಮತ್ತು ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಕ್ ರೆಸೋನೆನ್ಸ್ ಇಮೇಜಿಂಗ್ (ಎಂಆರ್ಐ) ಸೇರಿವೆ. ಅರೆವಾಹಕಗಳ ಅಧ್ಯಯನವು ಡಯೋಡ್ನ ಆವಿಷ್ಕಾರಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಯಿತು ಮತ್ತು ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್, ಆಧುನಿಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಸಿಸ್ಟಮ್ಸ್, ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ಮತ್ತು ಟೆಲಿಕಮ್ಯುನಿಕೇಷನ್ ಸಾಧನಗಳ ಅನಿವಾರ್ಯ ಭಾಗಗಳಾಗಿವೆ. ಲೇಸರ್ ಡಯೋಡ್ ಮತ್ತು ಬೆಳಕಿನ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ ಡಯೋಡ್ಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಮತ್ತೊಂದು ಅನ್ವಯವಾಗಿದ್ದು, ಇದು ಬೆಳಕಿನ ಹೆಚ್ಚಿನ ದಕ್ಷತೆಯ ಮೂಲವಾಗಿದೆ.

ಕ್ರಿಪ್ಟೋಗ್ರಫಿ

ಸಂಶೋಧಕರು ಪ್ರಸ್ತುತ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ನಿರ್ವಹಿಸುವ ದೃಢವಾದ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಬಯಸುತ್ತಿದ್ದಾರೆ. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಗುಪ್ತ ಲಿಪಿ ಶಾಸ್ತ್ರವನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೊಳಿಸಲು ಪ್ರಯತ್ನಗಳನ್ನು ಮಾಡಲಾಗುತ್ತಿದೆ, ಅದು ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕವಾಗಿ ಮಾಹಿತಿಯ ಖಾತರಿಯ ಸುರಕ್ಷಿತ ಸಂವಹನವನ್ನು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ.

ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್

ಉಲ್ಲೇಖಗಳು

1. ಫೆನ್ಮನ್, ರಿಚರ್ಡ್ ಪಿ; ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದ ಉಪನ್ಯಾಸಗಳು, ಸಂಪುಟ
2. ಕುಮಾರ್, ಮಂಜಿತ್; ಕ್ವಾಂಟಮ್
3. ಸ್ಟೀಫನ್ ಹಾಕಿಂಗ್,