Heisenberg-en ziurtasuna - mikrokosmoserako atea

Max Planck gazteak irakasleari esan zion fisika teorikoa ikasi nahi izan zuenean, irribarre egin zion eta ziurtatu zientzilariarekin zerikusirik ez zuela "zimeldua garbitzeko" bakarrik. Ai Planck, Niels Bohr, Einstein, Schrödinger, eta besteen ahaleginekin, dena ahultzen ari da, eta, beraz, ondo ez itzultzea eta errepidea aurretik. Gehiago - gehiago: kaosa teoriko orokorraren artean, bat-batean agertzen da, adibidez, Heisenberg-en ziurgabetasuna. Esan bezala, ez genuen nahikoa. 19-20 mendearen bukaeran, zientzialariek partikula elementu ezezagunen atea ireki zuten, eta Newtonen mekanika ezagunak huts egin zuten.

Badirudi, "aurretik", dena ondo dago: hau da gorputz fisikoa, hemen dago bere koordenatuak. "Fisika normalean" beti gezi bat hartu eta zehatz-mehatz "poke" dezakezu "normal" objektu batean, nahiz eta mugitzen. Ez da falta, teorian, baztertuta dagoena - Newtonen legeak ez dira oker. Baina hemen ikerketaren helburua txikiagoa bihurtzen da: ale, molekula bat, atomo bat. Lehenik eta behin, objektuaren ingurune zehatza desagertu egiten da, gas molekulen batez besteko abiadura kalkulatzeko probabilitateak deskribapenean agertzen dira eta, azkenik, koordenatu molekularrak "batez bestekoa" bihurtzen dira, eta gas molekula esan daiteke hemen edo han egon daitekeela, baina ziurrenik , Inguruan nonbait. Denbora igaroko da eta arazoa Heisenbergen ziurgabetasuna konponduko du, baina geroago, eta orain ... Saiatu "gezi teorikoa" objektua lortu "koordenatu probatuenetan" bada. Ahula da? Eta zer da objektu hau, zein diren bere dimentsioak, forma? Erantzunak baino galdera gehiago izan ziren.

Baina atomoari buruz? 1911ko planetaren modelo ezaguna 1911n proposatu zuten eta berehala galdera ugari sortu zituen. Nagusia da: nola gertatzen da elektroi negatiboak orbitan mantendu eta zergatik ez du positiborik erori? Oraintxe esaten dutenez, galdera ona da. Kontuan izan behar da gaur egun kalkulu teoriko guztiak mekanika klasikoan oinarritzen direla (Heisenberg-ek ez du oraindik atomoaren teoriaren ohorezko tokirik hartu). Izan ere, atomoaren mekanikaren esentzia ulertzeko zientzialariek ez zuten zientzilarik. Niels Bohr-en "Salbatzailea" atomoa bere egonkortasuna eman zion bere ustez elektroiak orbital mailak dituela eta energia ez emititzen duena, hau da, Ez galdu eta ez erori.

Atomoaren energia-estatuen jarraipena aztertzeak fisika oso berria garatu du fisika kuantikoa, zeinaren hasieran Max Planck-ek 1900. urtea baitzegoen. Energia kuantizazioaren fenomenoa aurkitu zuen eta Niels Bohr-ek bere aplikazioa aurkitu zuen. Hala eta guztiz ere, etorkizunean, guztiz gaizki zatekeen atomo batek makroekonomia mekanikaren klasikok deskribatzen gaituela. Nahiz eta denbora eta espazioa mundu kuantikoaren baldintzetan esanahi erabat bestelakoa hartzen dute. Garai hartan, fisikari teorikoen saiakera planetaren atomoaren eredu matematiko bat emateko, ekuazio askotako eta ez-eraginkorrekin amaitu ziren. Arazoa konpondu zen Heisenberg ziurgabetasunaren harremana erabiliz. Espresio matematiko harrigarriro apetatsuak horrelako espazioko koordenatuen Δx eta abiadura Δv arteko loturak lotzen ditu partikula m eta Planck konstante konstanteekin: h.

Δx * Δv> h / m

Hori dela eta, mikro eta macrocosmosaren arteko desberdintasun nagusia mikrokonpoaren partikulen koordenatu eta abiadura ez da zehatz-mehatz definitzen, pertsonaia probabilistikoa dute. Bestalde, Heisenberg printzipioa desberdintasunaren eskuinaldeko aldean balio positibo oso bat dauka, eta ondorioz, ziurgabetasunen bateko zero balioa kendu egiten da. Praktikan, horrek esan nahi du mundu subatomikoaren partikulen abiadura eta posizioa zehaztasuna zehaztea, eta inoiz ez da zero. Egia esan, Heisenberg ziurgabetasunak loturatutako beste bikote batzuk lotzen ditu, esate baterako, energia-ziurgabetasuna ΔE eta denbora Δt:

ΔЕΔt> h

Espresio horren funtsa ezinezkoa da partikula atomiko baten energia aldi berean neurtzea eta berarekin duen denbora, bere balioaren ziurgabetasunik gabe, energiaren neurketak denbora pixka bat irauten duen bitartean, energiak ausaz aldatu egingo baitira.