نوسان کوانتومی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به ناوبری پرش به جستجو
تجسم سه بعدی نوسانات کوانتومی
تجسم سه بعدی نوسانات کوانتومی

اُفت و خیز کوانتومی (اُفت و خیز خلأ یا نوسان کوانتومی) به افت و خیز انرژی در نقطه‌ای از فضا-زمان گویند. یا به بیانی دیگر به پدیدآمدن ذره‌های حاوی انرژی از هیچ افت و خیز کوانتومی می‌گویند. اصل عدم قطعیت بیان‌می‌کند که زمان و انرژی جفت یکدیگرند یعنی ناممکن است که زمان و انرژی همزمان با دقت زیاد محاسبه شوند. این عدم قطعیت فیزیک کوانتومی در محاسبه همزمان دو کمیتِ جفت برآمده از ویژگی ذاتی و ساختاری ذره‌های بنیادین است و مستقل از دستگاه اندازه‌گیری می‌باشد و ربطی به خطا و دقت اندازه‌گیری در فیزیک کلاسیک ندارد.محاصبات ریاضی مربوط به معادلات این اصل و نظریه میدان های کوانتمی پیش بینی میکند یک ذرهٔ حاوی انرژی می‌تواند در بازهٔ زمانی بسیار کوچک از هیچ پدید آید، البته قوانین پایستگی در فیزیک مانند پایستگی بار الکتریکی و غیره حکم می‌کنند که این ذرات باید به صورت ماده و پاد ماده باشند. این جفت ماده و پاد ماده به سرعت مجدداً یک دیگر را خنثی می نمایند. به این پدیده افتاخیز کوانتومی یا نوسانات کوانتمی می‌گویند[۱].

رابطه بسیار تنگاتنگی بین این مفهوم و مفهوم مهم دیگری به نام انرژی نقطه صفر وجود دارد .انرژی نقطه صفر به نوسانات کوانتومی تصادفی در میدانهای نیروی الکترومغناطیسی (و دیگر) اشاره دارد که در همه جا در خلا وجود دارند. به عبارت دیگر ، یک خلاء "خالی" در واقع یک دیگ انرژی در حال جوشش است[۲]. این دو مفهوم می‌تواند بسیاری از پدیده‌هایی که در جهان ما رخ می‌دهد را توجیه کنند(در صفحه مربوط به انرژی نقطه صفر برخی از این پدیده ها بیان شده است) همچنین در 12 دسامبر 2019 دانشمندان موفق شدند به وسیله نوسانات کوانتمی گرما را از خلا عبور دهند[۳].این روش جدید انتقال حرارت نتیجه ی اثر کاسیمیر است که شرح می دهد چگونه نوسانات کوانتومی یک نیروی جاذب بین دو سطح از هم جدا شده توسط خلا ایجاد می کنند.



جستارهای وابسته[ویرایش]

منابع[ویرایش]

  1. "Quantum fluctuation". Wikipedia. 2019-10-16.
  2. "FOLLOW-UP: What is the 'zero-point energy' (or 'vacuum energy') in quantum physics? Is it really possible that we could harness this energy?". Scientific American. Retrieved 2020-01-04.
  3. «Quantum jitter lets heat travel across a vacuum». Science News (به انگلیسی). ۲۰۱۹-۱۲-۱۱. دریافت‌شده در ۲۰۲۰-۰۱-۰۴.