ఇది ఏమిటి? క్వాంటం మెకానిక్స్ అది ఎలా మొదలైంది? మాక్స్ ప్లాంక్ ఒక చెడు సలహాను విస్మరించనట్లయితే, అతడు ఎప్పటికీ అట్లాంటి విప్లవం ప్రారంభించలేడు. భౌతికశాస్త్రంలో వృత్తిని కొనసాగించాలా వద్దా అనే దానిలో యువ ప్లాన్ తన ప్రొఫెసర్లలో ఒకరు అడిగినప్పుడు కీ క్షణం 1878. మరొక ఉద్యోగాన్ని కనుగొనడానికి ప్రొఫెసర్ ఫిలిప్ వాన్ జాలీ ప్లాంక్తో చెప్పాడు. భౌతికశాస్త్రంలో అన్ని ముఖ్యమైన ఆవిష్కరణలు ఇప్పటికే తయారు చేయబడ్డాయి, తన యువ రక్షకుని యొక్క ప్రొఫెసర్కు హామీ ఇచ్చారు.

ప్లాంక్ తరువాత గుర్తు చేసుకున్నప్పుడు, వాన్ జాలీ ఇలా చెప్పాడు,

"ఫిజిక్స్ దర్యాప్తు లేదా ఆ tamtoho క్రమంలో పెట్టటం మరియు కూడా స్వల్పంగా కొనసాగింది చేయవచ్చు, కానీ మొత్తం వ్యవస్థ లంగరు మరియు సిద్ధాంతపరమైన భౌతికశాస్త్రంలో గణనీయంగా పూర్తి దగ్గరగా ఉంటాయి."

ఆ చిన్న విషయాలను ఆచరణలో పెట్టడం ద్వారా, చివరికి అతను దానిని పొందాడు ప్లాంక్ నోబెల్ ప్రైజ్ మరియు ఆమె జన్మించింది క్వాంటం మెకానిక్స్. అసౌకర్యకరమైన చిన్న విషయం చాలా సాధారణ దృగ్విషయంలో ఉంది: వారు వెచ్చని సమయంలో వారు దానిని చేసే విధంగా ఎందుకు ఆవిష్కరింపబడుతారు? అన్ని పదార్ధాలు, అవి తయారు చేయబడినవి ఏమిటంటే, పెరుగుతున్న ఉష్ణోగ్రతలలో ఒకే విధంగా ప్రవర్తిస్తాయి - అవి రంగులను ఎరుపు, పసుపు మరియు చివరగా తెల్లగా మారుస్తాయి. భౌతిక శాస్త్రవేత్త కాదు 19. శతాబ్దం ఈ అంతమయినట్లుగా చూపబడతాడు సాధారణ ప్రక్రియ వివరించలేదు.

వస్తువులు చాలా అధిక ఉష్ణోగ్రతలు అత్యల్ప తరంగదైర్ఘ్యం చాలా వికిరణాలను ఉండాలి వేడి ఉత్తమ సిద్ధాంతం అంచనా సమస్య 'అతినీలలోహిత విపత్తు' గా కనిపించింది. మేము ఒక బలమైన ప్రస్తుత మరణం యొక్క శక్తి కిరణాలు లోకి కాంతి గడ్డలు తీసుకుని లేదు తెలుసు కాబట్టి, XX వద్ద భౌతిక. చివరి పదం ఇక్కడ స్పష్టంగా లేదు.

శక్తి శోషించబడతాయి

ప్లాంక్ ఇప్పటికే ఆధునిక హిట్ అయింది తో 1900 లో సమాధానం దొరకలేదు. వాస్తవానికి, అతను వివేచన పరిమాణంలో లేదా పరిమాణాల్లో శక్తిని గ్రహించి లేదా ప్రసారం చేయగలనని అతను అనుకున్నాడు. ఇది ఒక నిరంతర, నిరంతర ప్రవాహం ద్వారా ప్రవహించే శక్తిని శాస్త్రీయ భౌతిక శాస్త్రం నుండి ఒక తీవ్రమైన నిష్క్రమణగా చెప్పవచ్చు. ఆ సమయంలో, ప్లాంక్కు సైద్ధాంతిక కారణాలు లేవు, కానీ అది కూడా పనిచేయడం ప్రారంభమైంది. వేడిచేసిన వ్యాసాలను ఏదైనా ఉష్ణోగ్రత వద్ద విడుదల చేయగల శక్తి యొక్క పరిమాణాన్ని దీని యొక్క క్వాంటం సమర్థవంతంగా తగ్గించింది. చివరగా, ఏ ఘోరమైన అతినీలలోహిత కిరణాలు!

క్వాంటం విప్లవం

క్వాంటం విప్లవం మొదలైంది. ఇది ఆల్బర్ట్ ఐన్స్టీన్, వెర్నెర్ హీసెన్బర్గ్ నీల్స్ బోర్ మరియు భౌతిక ఇతర రాక్షసులు సిద్ధాంత కార్యక్రమాన్ని నిర్వహించాడు దశాబ్దాలు పట్టింది, కాబట్టి ఇది ఒక సమగ్ర సిద్ధాంతానికి ప్లాంక్ ప్రేరణ మార్చబడింది, కానీ ఎవరూ నిజంగా వస్తువులతో జరుగుతున్న పరిణామాల వేడిచేసినప్పుడు అర్థం ఎందుకంటే ఆ, కేవలం ఆరంభం.

మన దైనందిన అనుభవం నుండి ఉద్భవించింది అతిచిన్న కణాల యొక్క రాజ్యం లో కణాలు మరియు శక్తి ప్రసారాలు వ్యవహరిస్తుంది క్వాంటం మెకానిక్స్ సిద్ధాంతం, మరియు అన్ని మా వికృతం సెన్సోరియం అదృశ్య అని. ప్రతిదీ పూర్తిగా కనిపించదు! కొన్ని క్వాంటం ప్రభావాలు చూసి పూర్తిగా క్వాంటం మెకానిక్స్ యొక్క ఆగమనం ముందు వివరించారు సాధ్యంకాదని మరేదైనా వంటి, వారు ప్రకాశవంతమైన మరియు సూర్యుడు యొక్క కిరణాలు మరియు నక్షత్రాలు ఆడంబరం అందమైన ఉన్నప్పటికీ, దాచబడ్డాయి.

మన రోజువారీ జీవితంలో క్వాంటం ప్రపంచంలోని అనేక దృగ్విషయాలను మేము అనుభవించగలమా? రియాలిటీ యొక్క నిజ స్వభావంలో మన సెన్సెస్ ఏ సమాచారాన్ని కనుగొనగలదు? అన్ని తరువాత, అసలు సిద్ధాంతం చూపినట్లు, క్వాంటం దృగ్విషయం మా ముక్కు కిందనే ఉంటుంది. వాస్తవానికి, వారు మన ముక్కులో సరిగ్గా జరగవచ్చు.

క్వాంటం బంపర్

మీరు మేల్కొలపడానికి మరియు ప్రాణాంతకమైన మీ టోస్టర్ బ్రెడ్ కాఫీ లేదా ఒక స్లైస్ పసిగట్టవచ్చు ఏం మీ ముక్కు లో జరుగుతుంది? ముఖం మీద ఈ జ్ఞాన అవయవం కోసం, ఇది కేవలం ఒక ముద్ర. అలాగే ప్రపంచంలో మొదటి అణు రియాక్టర్ నిర్మించిన ఎన్రికో ఫెర్మీ, గుర్తించారు వంటి, ఒక వేయించడానికి ఉల్లిపాయలు, అది nice మా ఇంద్రియ అవయవ రచనలు చూడడానికి ఉంటుంది.

క్వాంటం మెకానిక్స్ (© జే స్మిత్)

సో మీరు బెడ్ లో పడుకుని తాజా కాల్చిన టోస్ట్ తయారు గురించి ఆలోచించడం. సువాసన అణువులు గాలి ద్వారా ప్రవహిస్తాయి. మీ శ్వాస ఈ నాణేలు కొన్ని నోరు పైన మీ కళ్ళు మధ్య నాసికా కుహరంలోకి లాగండి ఉంటుంది. నాసికా కక్ష్య ఉపరితలంపై అణువులను శ్లేష్మ పొరతో అనుసంధానించబడి, ఘ్రాణ సంగ్రాహకంలో చిక్కుకున్న. జెల్లీ ఫిష్ వంటి మెదడు నుండి ఘ్రాణ నరములు వ్రేలాడదీయబడతాయి, ఇవి బయట ప్రపంచానికి నిరంతరం బహిర్గతమయ్యే కేంద్ర నాడీ వ్యవస్థలో భాగంగా ఉంటాయి.

తదుపరి ఏమి జరుగుతుంది అనేది పూర్తిగా స్పష్టంగా లేదు. మేము వాసన అణువులు శ్లేష్మ ఉపరితలంపై 400 వివిధ గ్రాహకాలను ఒకటి బంధించి, మేము ఖచ్చితంగా ఏమి మరియు ఎలా ఈ పరిచయం మా ఘ్రాణ సంచలనాన్ని ఉత్పత్తి తెలియదు. వాసన ఎందుకు అర్థం చేసుకోవడం చాలా కష్టం?

ఇంపీరియల్ కాలేజ్ లండన్లోని ఒక శాస్త్రవేత్త ఆండ్రూ హార్స్ఫీల్డ్ ఇలా చెప్పాడు:

"ఘ్రాణ గ్రాహకాల లోపల ఏమి జరుగుతుందో తనిఖీ చేయడానికి ప్రయోగాలు చేయడంలో ఇబ్బంది ఉంది."

ఎలా వాసన పనిచేస్తుంది

సువాసన ఎలా పనిచేస్తుందనే దాని యొక్క సాంప్రదాయిక వివరణ సరళంగా అనిపిస్తుంది: గ్రాహకాలు అణువుల యొక్క నిర్దిష్ట ఆకృతులను తీసుకుంటాయి. అవి సరైన కీలతో మాత్రమే తెరవగల తాళాలు వంటివి. ఈ సిద్ధాంతం ప్రకారం, ముక్కులోకి ప్రవేశించే ప్రతి అణువులు గ్రాహకాల సమితికి సరిపోతాయి. మెదడు కాఫీ వాసన వంటి అణువు-ఉత్తేజిత గ్రాహకాల యొక్క ప్రత్యేక కలయికను వివరిస్తుంది. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, అణువుల ఆకారాలను మనం అనుభవిస్తాము! అయితే, 'కీ ఓపెనింగ్' మోడల్‌తో ప్రాథమిక సమస్య ఉంది.

హార్స్ఫీల్డ్ చెప్పారు:

"మీరు చాలా భిన్న ఆకృతులను మరియు కూర్పులతో అణువులను కలిగి ఉంటారు.

ఆకారం కంటే ఎక్కువ ఏదో తప్పనిసరిగా పాల్గొనవలసి ఉంది, కానీ ఏమి? ఈ నమూనాకు వివాదాస్పదమైన ప్రత్యామ్నాయం అణువుల ఆకారం ద్వారా మాత్రమే కాకుండా, ఈ అణువులు కంపించే విధానం ద్వారా కూడా మన భావం సక్రియం చేయబడిందని సూచిస్తుంది. అన్ని అణువులు వాటి నిర్మాణం ఆధారంగా ఒక నిర్దిష్ట పౌన frequency పున్యంలో నిరంతరం కంపిస్తాయి. ఆ ప్రకంపన పౌన encies పున్యాలలో తేడాలను మన ముక్కు ఎలాగైనా వెల్లడించగలదా? గ్రీస్‌లోని అలెగ్జాండర్ ఫ్లెమింగ్ యొక్క బయోమెడికల్ రీసెర్చ్ సెంటర్‌లో బయోఫిజిసిస్ట్ లూకా టురిన్ వారు చేయగలరని నమ్ముతారు.

సువాసన యొక్క కంపనం సిద్ధాంతం

ఎవరు కూడా పరిమళం ప్రపంచంలో ప్రముఖ నిపుణులు ఒకటి అయింది టురిన్, కదలిక సిద్ధాంతం సువాసన లో 1938 ప్రతిపాదించిన మొదటి రసాయన శాస్త్రవేత్త మాల్కం డైసన్ ప్రేరణతో. టొరినో మొదటిసారి తొంభైలలో డైసన్ యొక్క ఆలోచనను స్వాధీనం చేసుకున్న తరువాత, అతను ఈ సిద్ధాంతాన్ని పరీక్షించడానికి అణువుల కోసం వెతకటం మొదలుపెట్టాడు. అతను ప్రత్యేకమైన వాసన మరియు లక్షణ పరమాణీయ కంపనాలు కలిగి ఉన్న సల్ఫర్ సమ్మేళనాలపై దృష్టి పెట్టారు. టురిన్ అప్పుడు సల్ఫర్ వంటి ఏదో ఉంది లేదో గుర్తించడానికి సల్ఫర్ కంటే భిన్నంగా అణు ఆకృతికి పూర్తిగా సంబంధంలేని సమ్మేళనాలు గుర్తించుటకు కావలసిన, కానీ అదే ప్రకంపన ఫ్రీక్వెన్సీ తో. చివరికి బోరోన్ ఉన్న అణువును కనుగొన్నారు. ఆమె సల్ఫర్ వంటి వాసన పసిగట్టింది ఉండాలి. "ఇక్కడ నేను చేస్తున్నాను," అతను చెప్పాడు, "నేను ఒక యాదృచ్చికంగా కాదు అనుకుంటున్నాను."

ఈ ఘ్రాణ సంచలనాన్ని అతను కనుగొన్నప్పటి నుండి, టురిన్ ఈ ఆలోచనకు మద్దతుగా ప్రయోగాత్మక ఆధారాలను సేకరించాడు మరియు సైద్ధాంతిక వివరాలను రూపొందించడానికి హార్స్‌ఫీల్డ్‌తో కలిసి పనిచేశాడు. ఐదు సంవత్సరాల క్రితం, టురిన్ మరియు అతని సహచరులు ఒక ప్రయోగంలో రూపకల్పన చేశారు, దీనిలో సువాసనలోని కొన్ని హైడ్రోజన్ అణువులను న్యూక్లియస్‌లోని న్యూట్రాన్‌తో హైడ్రోజన్ యొక్క ఐసోటోప్ అయిన డ్యూటెరియం ద్వారా భర్తీ చేశారు మరియు మానవులు ఈ వ్యత్యాసాన్ని అనుభవించగలరని కనుగొన్నారు. హైడ్రోజన్ మరియు డ్యూటెరియం ఒకే పరమాణు ఆకృతులను కలిగి ఉంటాయి కాని విభిన్న ప్రకంపన పౌన encies పున్యాలు కలిగి ఉన్నందున, ఫలితాలు మళ్ళీ మన ముక్కులు వాస్తవానికి కంపనాలను గుర్తించగలవని సూచిస్తున్నాయి. పండ్ల ఈగలు ప్రయోగాలు ఇలాంటి ఫలితాలను చూపించాయి.

మేము కూడా స్పందన అనుభూతి అనుకుంటున్నారా?

టురిన్ యొక్క ఆలోచన వివాదాస్పదంగానే ఉంది - అతని ప్రయోగాత్మక సమాచారం ఘర్షణ పరిశోధకుల యొక్క విభాగాల వర్గంను విభజించింది. కానీ వారు సరైన, మరియు ఆకారాలు పాటు, మేము కూడా కంపనాలు అనుభూతి, మా ముక్కులు దీన్ని ఎలా? తునిన్ టన్నెలింగ్ అని పిలువబడే ఒక క్వాంటం ప్రభావం ఇక్కడ చేర్చబడిందని ఊహించారు. క్వాంటం మెకానిక్స్లో, ఎలెక్ట్రాన్లు మరియు అన్ని ఇతర కణాలు ద్వంద్వ స్వభావం కలిగి ఉంటాయి - వాటిలో ప్రతి ఒక్కటి కణ మరియు వేవ్. ఇది కొన్నిసార్లు ఒక సొరంగం వంటి పదార్ధాల ద్వారా ఎలక్ట్రాన్ల కదలికను అనుమతిస్తుంది, ఇది శాస్త్రీయ భౌతిక నియమాల ప్రకారం కణాలచే నిషేధింపబడుతుంది.

వాసన యొక్క పరమాణు కంపనం వాసన గ్రాహకంలోని ఒక భాగం నుండి మరొక భాగానికి ఎలక్ట్రాన్లు దూకడానికి అవసరమైన శక్తిని తగ్గించగలదు. జంప్ యొక్క వేగం వేర్వేరు అణువులతో మారుతుంది, ఇది మెదడులో వివిధ వాసనల యొక్క అవగాహనను సృష్టించే నరాల ప్రేరణలకు కారణమవుతుంది.

కాబట్టి మన ముక్కు ఒక అధునాతన ఎలక్ట్రానిక్ డిటెక్టర్. మన ఖనిజాలు అలాంటి క్వాంటం విశేషాలను ఎలా ఉపయోగించుకోవచ్చు?

టురిన్ చెప్పింది:

"నేను ఈ టెక్నాలజీని తక్కువ అంచనా వేస్తాను, కొన్ని పంక్తులు చెప్పాను. అపరిమిత నిధులతో నాలుగు బిలియన్ సంవత్సరాల పరిశోధన మరియు అభివృద్ధి పరిణామం కోసం చాలా కాలం. కానీ నేను జీవితంలో చాలా అద్భుతమైన విషయం అని నేను భావించడం లేదు. "