क्वांटम सिद्धांत कोणी तयार केला. क्वांटम सिद्धांत वास्तविकतेबद्दल काय म्हणतो? क्वांटम फील्ड सिद्धांताचे सार

भौतिकशास्त्र आपल्याला आपल्या सभोवतालच्या जगाची वस्तुनिष्ठ समज देते आणि त्याचे कायदे निरपेक्ष आहेत आणि सामाजिक स्थिती आणि चेहरा विचारात न घेता अपवाद न करता सर्व लोकांवर कार्य करतात.

परंतु या विज्ञानाची अशी समज नेहमीच नव्हती. 19व्या शतकाच्या शेवटी, शास्त्रीय भौतिकशास्त्राच्या नियमांवर आधारित काळ्या भौतिक शरीरातून रेडिएशनच्या सिद्धांताच्या निर्मितीच्या दिशेने पहिली अक्षम्य पावले उचलली गेली. या सिद्धांताच्या नियमांवरून असे दिसून आले की पदार्थाने कोणत्याही तापमानात विशिष्ट विद्युत चुंबकीय लहरी सोडल्या पाहिजेत, मोठेपणा पूर्ण शून्यापर्यंत कमी केला पाहिजे आणि त्याचे गुणधर्म गमावले पाहिजेत. दुसऱ्या शब्दांत, रेडिएशन आणि विशिष्ट घटक यांच्यातील थर्मल समतोल अशक्य होते. तथापि, असे विधान वास्तविक दैनंदिन अनुभवाशी संघर्ष करणारे होते.

अधिक तपशीलवार आणि समजण्यायोग्य क्वांटम भौतिकशास्त्र खालीलप्रमाणे स्पष्ट केले जाऊ शकते. पूर्णपणे काळ्या शरीराची व्याख्या आहे, जी कोणत्याही वेव्ह स्पेक्ट्रमचे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रेडिएशन शोषण्यास सक्षम आहे. त्याच्या किरणोत्सर्गाची लांबी केवळ त्याच्या तपमानावर अवलंबून असते. निसर्गात, छिद्र असलेल्या अपारदर्शक बंद पदार्थाशी संबंधित पूर्णपणे काळे शरीर असू शकत नाही. घटकाचा कोणताही तुकडा, गरम झाल्यावर, चमकू लागतो, चमकतो आणि डिग्रीमध्ये आणखी वाढ झाल्यावर, तो प्रथम लाल आणि नंतर पांढरा होतो. रंग व्यावहारिकरित्या पदार्थाच्या गुणधर्मांवर अवलंबून नसतो; पूर्णपणे काळ्या शरीरासाठी, ते केवळ त्याच्या तापमानाद्वारे वैशिष्ट्यीकृत केले जाते.

टिप्पणी १

क्वांटम संकल्पनेच्या विकासाचा पुढचा टप्पा ए. आइन्स्टाईनच्या शिकवणीचा होता, ज्याला प्लँक गृहीतक म्हणून ओळखले जाते.

या सिद्धांतामुळे शास्त्रीय भौतिकशास्त्राच्या मर्यादेत बसत नसलेल्या अद्वितीय फोटोइलेक्ट्रिक प्रभावाचे सर्व नमुने स्पष्ट करणे वैज्ञानिकांना शक्य झाले. या प्रक्रियेचे सार म्हणजे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रेडिएशनच्या वेगवान इलेक्ट्रॉनच्या प्रभावाखाली पदार्थाचे गायब होणे. उत्सर्जित घटकांची ऊर्जा शोषलेल्या किरणोत्सर्गाच्या गुणांकावर अवलंबून नसते आणि ती त्याच्या वैशिष्ट्यांद्वारे निर्धारित केली जाते. तथापि, उत्सर्जित इलेक्ट्रॉनची संख्या किरणांच्या संपृक्ततेवर अवलंबून असते.

अनेक प्रयोगांनी लवकरच आइन्स्टाईनच्या शिकवणीची पुष्टी केली, केवळ फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव आणि प्रकाशानेच नव्हे तर क्ष-किरण आणि गॅमा किरणांनी देखील. ए. कॉम्प्टन इफेक्ट, जो 1923 मध्ये आढळून आला, त्याने श्रेणी आणि तरंगलांबीमध्ये वाढीसह मुक्त, लहान इलेक्ट्रॉनांवर इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रेडिएशनच्या लवचिक विखुरण्याच्या व्यवस्थेद्वारे विशिष्ट फोटॉनच्या अस्तित्वाची नवीन तथ्ये लोकांसमोर मांडली.

क्वांटम फील्ड सिद्धांत

ही शिकवण आपल्याला फ्रेमवर्कमध्ये क्वांटम सिस्टीमची ओळख करून देण्याची प्रक्रिया परिभाषित करण्यास अनुमती देते, ज्याला विज्ञानातील स्वातंत्र्याचे अंश म्हणतात, विशिष्ट संख्येच्या स्वतंत्र निर्देशांक गृहीत धरून, जे यांत्रिक संकल्पनेच्या सामान्य हालचाली दर्शवण्यासाठी अत्यंत महत्वाचे आहेत.

सोप्या शब्दात, हे संकेतक चळवळीची मुख्य वैशिष्ट्ये आहेत. हे लक्षात घेण्यासारखे आहे की प्राथमिक कणांच्या सामंजस्यपूर्ण परस्परसंवादाच्या क्षेत्रातील मनोरंजक शोध संशोधक स्टीव्हन वेनबर्ग यांनी लावले होते, ज्यांनी तटस्थ प्रवाह शोधला, म्हणजे लेप्टॉन आणि क्वार्क यांच्यातील संबंधांचे तत्त्व. 1979 मध्ये त्यांच्या शोधासाठी, भौतिकशास्त्रज्ञांना नोबेल पारितोषिक मिळाले.

क्वांटम सिद्धांतामध्ये, अणूमध्ये न्यूक्लियस आणि इलेक्ट्रॉनचा एक विशिष्ट ढग असतो. या घटकाच्या आधारावर अणूचे जवळजवळ संपूर्ण वस्तुमान समाविष्ट आहे - 95 टक्क्यांहून अधिक. न्यूक्लियसमध्ये केवळ सकारात्मक चार्ज असतो, जो रासायनिक घटक ठरवतो ज्याचा अणू स्वतः एक भाग आहे. अणूच्या संरचनेबद्दल सर्वात असामान्य गोष्ट अशी आहे की न्यूक्लियस, जरी ते त्याचे जवळजवळ सर्व वस्तुमान बनवते, तरीही त्याच्या आकारमानाचा फक्त दहा-हजारवा भाग असतो. यावरून असे दिसून येते की अणूमध्ये खरोखर फारच कमी दाट पदार्थ आहे आणि उर्वरित जागा इलेक्ट्रॉन ढगाने व्यापलेली आहे.

क्वांटम सिद्धांताची व्याख्या - पूरक तत्त्व

क्वांटम सिद्धांताच्या जलद विकासामुळे अशा घटकांबद्दलच्या शास्त्रीय कल्पनांमध्ये आमूलाग्र बदल झाला आहे:

• पदार्थाची रचना;
• प्राथमिक कणांची हालचाल;
• कारण
• जागा
• वेळ
• ज्ञानाचे स्वरूप.

लोकांच्या मनातील अशा बदलांमुळे जगाचे चित्र स्पष्ट संकल्पनेत मूलगामी रूपांतर होण्यास हातभार लागला. भौतिक कणाची शास्त्रीय व्याख्या पर्यावरणापासून अचानक विभक्त होणे, त्याच्या स्वत: च्या गतीची उपस्थिती आणि अवकाशातील विशिष्ट स्थानाद्वारे दर्शविली गेली.

क्वांटम सिद्धांतामध्ये, एक प्राथमिक कण प्रणालीचा सर्वात महत्वाचा भाग म्हणून सादर केला जाऊ लागला ज्यामध्ये तो समाविष्ट होता, परंतु त्याच वेळी त्याचे स्वतःचे समन्वय आणि गती नव्हती. चळवळीच्या शास्त्रीय ज्ञानामध्ये, पूर्व-नियोजित मार्गावर स्वतःसारखेच राहिलेले घटक हस्तांतरित करण्याचा प्रस्ताव होता.

कण विभागणीच्या संदिग्ध स्वरूपामुळे गतीची अशी दृष्टी नाकारणे आवश्यक होते. शास्त्रीय निर्धारवादाने सांख्यिकीय दिशेच्या अग्रगण्य स्थितीकडे मार्ग दिला आहे. जर पूर्वी एखाद्या घटकातील संपूर्ण घटक घटक भागांची एकूण संख्या मानली गेली असेल, तर क्वांटम सिद्धांत प्रणालीवरील अणूच्या वैयक्तिक गुणधर्मांचे अवलंबित्व निर्धारित करते.

बौद्धिक प्रक्रियेची शास्त्रीय समज थेट भौतिक वस्तूच्या स्वतःमध्ये पूर्णपणे अस्तित्वात असलेल्या समजून घेण्याशी संबंधित होती.

क्वांटम सिद्धांतप्रात्यक्षिक:

• ऑब्जेक्टबद्दल ज्ञानाचे अवलंबित्व;
• संशोधन प्रक्रियेचे स्वातंत्र्य;
• अनेक गृहितकांवर क्रिया पूर्ण करणे.

टिप्पणी 2

या संकल्पनांचा अर्थ सुरुवातीला स्पष्ट नव्हता, आणि म्हणूनच क्वांटम सिद्धांताच्या मुख्य तरतुदींना नेहमीच भिन्न व्याख्या, तसेच विविध व्याख्या प्राप्त झाल्या आहेत.

क्वांटम आकडेवारी

क्वांटम आणि वेव्ह मेकॅनिक्सच्या विकासाच्या समांतर, क्वांटम सिद्धांताचे इतर घटक घटक वेगाने विकसित होत होते - क्वांटम सिस्टमचे सांख्यिकी आणि सांख्यिकीय भौतिकशास्त्र, ज्यामध्ये मोठ्या संख्येने कण समाविष्ट होते. विशिष्ट घटकांच्या हालचालींच्या शास्त्रीय पद्धतींवर आधारित, त्यांच्या अखंडतेच्या वर्तनाचा सिद्धांत तयार केला गेला - शास्त्रीय सांख्यिकी.

क्वांटम सांख्यिकीमध्ये, एकाच निसर्गाच्या दोन कणांमध्ये फरक करण्याची अजिबात शक्यता नाही, कारण या अस्थिर संकल्पनेच्या दोन अवस्था केवळ ओळख तत्त्वावर प्रभावाच्या समान शक्तीच्या कणांच्या क्रमपरिवर्तनाने एकमेकांपासून भिन्न आहेत. क्वांटम सिस्टम आणि शास्त्रीय वैज्ञानिक प्रणालींमध्ये हा मुख्य फरक आहे.

क्वांटम स्टॅटिस्टिक्सच्या शोधातील एक महत्त्वाचा परिणाम म्हणजे कोणत्याही प्रणालीमध्ये प्रवेश करणारा प्रत्येक कण समान घटकाशी सारखा नसतो. हे सिस्टीमच्या विशिष्ट विभागातील भौतिक वस्तूचे वैशिष्ट्य निश्चित करण्याच्या कार्याचे महत्त्व सूचित करते.

क्वांटम फिजिक्स आणि शास्त्रीय मधील फरक

तर, शास्त्रीय पासून क्वांटम भौतिकशास्त्राच्या हळूहळू निर्गमनामध्ये वेळ आणि अवकाशात घडणाऱ्या वैयक्तिक घटनांचे स्पष्टीकरण नाकारणे आणि त्याच्या संभाव्यता लहरींसह सांख्यिकीय पद्धतीचा वापर करणे समाविष्ट आहे.

टिप्पणी 3

शास्त्रीय भौतिकशास्त्राचे उद्दिष्ट हे एका विशिष्ट क्षेत्रातील वैयक्तिक वस्तूंचे वर्णन करणे आणि या वस्तूंमध्ये कालांतराने होणारे बदल नियंत्रित करणारे कायदे तयार करणे हे आहे.

भौतिक कल्पनांच्या जागतिक आकलनामध्ये क्वांटम भौतिकशास्त्राला विज्ञानात विशेष स्थान आहे. मानवी मनाच्या सर्वात संस्मरणीय निर्मितींपैकी सापेक्षता सिद्धांत आहे - सामान्य आणि विशेष, जी दिशांची एक पूर्णपणे नवीन संकल्पना आहे जी इलेक्ट्रोडायनामिक्स, यांत्रिकी आणि गुरुत्वाकर्षणाचा सिद्धांत एकत्र करते.

क्वांटम सिद्धांत शेवटी शास्त्रीय परंपरेशी संबंध तोडण्यात सक्षम झाला, एक नवीन, सार्वत्रिक भाषा आणि एक असामान्य विचारशैली तयार करण्यात, वैज्ञानिकांना त्याच्या उर्जेच्या घटकांसह सूक्ष्म जगामध्ये प्रवेश करण्यास आणि शास्त्रीय भौतिकशास्त्रात अनुपस्थित असलेल्या वैशिष्ट्यांचा परिचय करून त्याचे संपूर्ण वर्णन करण्यास अनुमती दिली. या सर्व पद्धतींनी शेवटी सर्व अणु प्रक्रियांचे सार अधिक तपशीलवार समजून घेणे शक्य केले आणि त्याच वेळी, या सिद्धांतानेच विज्ञानात यादृच्छिकता आणि अप्रत्याशिततेचा एक घटक आणला.

परिमाणित भौतिक क्षेत्राच्या सार्वत्रिक संकल्पनेच्या आधारे प्राथमिक कणांच्या परस्परसंवादाचे वर्णन करते. भौतिकशास्त्राच्या या विभागाच्या आधारे, शास्त्रीय क्षेत्र सिद्धांत तयार झाला, जो आज प्लँकचा स्थिरांक म्हणून ओळखला जातो.

टिप्पणी १

अभ्यासलेल्या शिस्तीचा आधार ही कल्पना होती की पूर्णपणे सर्व प्राथमिक कण संबंधित फील्डचे क्वांटा बनले आहेत. क्वांटम फील्डची संकल्पना पारंपारिक फील्ड, कण, त्यांचे संश्लेषण, तसेच क्वांटम सिद्धांताच्या चौकटीतील निष्कर्षांबद्दलच्या कल्पनांच्या निर्मितीच्या आधारे उद्भवली.

क्वांटम फील्ड सिद्धांत एक सिद्धांत म्हणून कार्य करते जेथे स्वातंत्र्याच्या अमर्याद अंश असतात. त्यांना भौतिक क्षेत्रे देखील म्हणतात. क्वांटम सिद्धांताची एक तीव्र समस्या म्हणजे सर्व क्वांटम फील्ड एकत्र करणार्‍या एका एकीकृत सिद्धांताची निर्मिती. थिअरीमध्ये सध्या, सर्वात मूलभूत क्षेत्रे ही अशी फील्ड आहेत जी संरचनाहीन मूलभूत कणांशी संबंधित आहेत. हे सूक्ष्म कण क्वार्क आणि लेप्टॉन आहेत, तसेच चार मूलभूत परस्परसंवादाच्या वाहक क्वांटाशी संबंधित फील्ड आहेत. इंटरमीडिएट बोसॉन, ग्लुऑन आणि फोटॉन्ससह संशोधन केले जाते.

क्वांटम सिद्धांताचे कण आणि क्षेत्रे

शंभराहून अधिक वर्षांपूर्वी, अणु भौतिकशास्त्राच्या मूलभूत संकल्पनांचा जन्म झाला, ज्या कालांतराने क्वांटम भौतिकशास्त्रात चालू ठेवल्या गेल्या, फील्ड सिद्धांत तयार केला. शास्त्रीय सिद्धांताचे द्वैत वेगळे करा. 20 व्या शतकाच्या सुरूवातीस त्याची स्थापना झाली. मग कणांना ऊर्जेच्या लहान गुठळ्या म्हणून सादर केले गेले ज्यामुळे पदार्थ तयार झाले. ते सर्व शास्त्रीय यांत्रिकींच्या सुप्रसिद्ध कायद्यांनुसार पुढे गेले, ज्याचे पूर्वी ब्रिटिश शास्त्रज्ञ आयझॅक न्यूटन यांनी त्यांच्या कामात तपशीलवार वर्णन केले होते. त्यानंतर पुढील संशोधनात फॅराडे आणि मॅक्सवेल यांचा हातखंडा होता. त्याने इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्डच्या गतिशीलतेचे नियम तयार केले.

त्याच वेळी, प्लँकने प्रथमच भौतिक विज्ञानामध्ये थर्मल रेडिएशनचे नियम स्पष्ट करण्यासाठी भाग, क्वांटम, रेडिएशनची संकल्पना मांडली. नंतर भौतिकशास्त्रज्ञ अल्बर्ट आइनस्टाईन यांनी प्लँकच्या रेडिएशनच्या स्वतंत्रतेच्या या कल्पनेचे सामान्यीकरण केले. त्यांनी असे सुचवले की अशा प्रकारची सुस्पष्टता किरणोत्सर्ग आणि पदार्थ यांच्यातील परस्परसंवादाच्या विशिष्ट यंत्रणेशी संबंधित नाही, परंतु अंतर्गत स्तरावर इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रेडिएशनमध्ये अंतर्भूत आहे. इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रेडिएशन क्वांटा आहे. अशा सिद्धांतांना लवकरच प्रायोगिक पुष्टी मिळाली. त्यांच्या आधारे, फोटोइलेक्ट्रिक प्रभावाची नियमितता स्पष्ट केली गेली.

नवीन शोध आणि सिद्धांत

अंदाजे 50 वर्षांपूर्वी, नवीन पिढीतील अनेक भौतिकशास्त्रज्ञांनी गुरुत्वाकर्षणाच्या परस्परसंवादाचे वर्णन करण्यासाठी समान दृष्टिकोन वापरण्याचा प्रयत्न केला. त्यांनी केवळ ग्रहाच्या परिस्थितीत घडणाऱ्या सर्व प्रक्रियांचे तपशीलवार वर्णन केले नाही, तर महास्फोटाचा सिद्धांत तयार करून विश्वाच्या उत्पत्तीच्या समस्यांवर त्यांचे मत केंद्रित केले.

क्वांटम फील्ड सिद्धांत क्वांटम मेकॅनिक्सचे सामान्यीकरण बनले आहे. क्वांटम मेकॅनिक्स शेवटी अणूची सर्वात महत्वाची समस्या समजून घेण्याची गुरुकिल्ली बनली आहे, ज्यामध्ये मायक्रोवर्ल्डचे रहस्य समजून घेण्यासाठी इतर शास्त्रज्ञांच्या संशोधनाचे दरवाजे उघडणे समाविष्ट आहे.

क्वांटम मेकॅनिक्समुळे इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन आणि इतर कणांच्या गतीचे वर्णन करणे शक्य होते, परंतु त्यांची निर्मिती किंवा विनाश नाही. असे दिसून आले की त्याचा अनुप्रयोग केवळ अशा प्रणालींचे वर्णन करण्यासाठी योग्य आहे ज्यामध्ये कणांची संख्या अपरिवर्तित राहते. इलेक्ट्रोडायनामिक्समधील सर्वात मनोरंजक समस्या म्हणजे चार्ज केलेल्या कणांद्वारे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लहरींचे उत्सर्जन आणि शोषण. हे फोटॉनच्या निर्मिती किंवा नाशाशी संबंधित आहे. हा सिद्धांत त्याच्या संशोधन क्षमतेच्या बाहेर असल्याचे दिसून आले.

सुरुवातीच्या ज्ञानाच्या आधारे, इतर सिद्धांत विकासात घेतले जाऊ लागले. अशा प्रकारे, अलिकडच्या वर्षांत वैज्ञानिक क्रियाकलापांची सर्वात आशादायक आणि अचूक दिशा म्हणून जपानमध्ये क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्स पुढे आणले गेले. नंतर, क्रोमोडायनामिक्सची दिशा आणि इलेक्ट्रोवेक परस्परसंवादाचा क्वांटम सिद्धांत विकसित झाला.

क्वांटम फील्ड सिद्धांत खालील सिद्धांतांना मुख्य मानतो:

• मुक्त क्षेत्रे आणि लहरी-कण द्वैत;
• फील्ड परस्परसंवाद;
• गोंधळ सिद्धांत;
• विचलन आणि पुनर्सामान्यीकरण;
• कार्यात्मक अविभाज्य.

क्वांटाइज्ड फ्री फील्डमध्ये मुक्त उर्जेचा साठा असतो आणि काही भागांमध्ये ती देण्याची क्षमता असते. जेव्हा फील्ड एनर्जी आपोआप कमी होते म्हणजे दुसर्‍या फ्रिक्वेन्सीचा एक फोटॉन नाहीसा होतो. फील्डचे एका वेगळ्या स्थितीत संक्रमण होते, तर फोटॉनच्या एका युनिटने घट होते. अशा लागोपाठच्या संक्रमणांनंतर, शेवटी एक अशी अवस्था तयार होते जिथे फोटॉनची संख्या शून्य असते. फील्डद्वारे ऊर्जा परत करणे अशक्य होते.

फील्ड व्हॅक्यूम स्थितीत अस्तित्वात असू शकते. असा सिद्धांत पूर्णपणे स्पष्ट नाही, परंतु भौतिक दृष्टिकोनातून पूर्णपणे न्याय्य आहे. व्हॅक्यूम अवस्थेतील इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्ड ऊर्जा पुरवठादार असू शकत नाही, परंतु व्हॅक्यूम कोणत्याही प्रकारे स्वतःला प्रकट करू शकत नाही.

व्याख्या १

भौतिक व्हॅक्यूम ही आवश्यक आणि महत्त्वपूर्ण गुणधर्म असलेली एक अवस्था आहे जी वास्तविक प्रक्रियांमध्ये प्रकट होते.

हे विधान इतर कणांसाठी खरे आहे. आणि हे या कणांची आणि त्यांच्या फील्डची सर्वात कमी ऊर्जा स्थिती म्हणून प्रस्तुत केले जाऊ शकते. परस्परसंवादी फील्डचा विचार करताना, या फील्डच्या संपूर्ण प्रणालीच्या सर्वात कमी ऊर्जा स्थितीला व्हॅक्यूम म्हणतात.

क्वांटम फील्ड सिद्धांताच्या समस्या

क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्समध्ये, संशोधकांनी बरेच यश मिळवले आहे, परंतु ते कसे दर्शविले गेले हे समजणे नेहमीच शक्य नसते. या सर्व यशासाठी आणखी स्पष्टीकरण आवश्यक आहे. मजबूत परस्परसंवादाचा सिद्धांत क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्सच्या सादृश्याने आकार घेऊ लागला आणि विकसित झाला. मग परस्परसंवाद वाहकांची भूमिका विश्रांती वस्तुमान असलेल्या कणांना दिली गेली. पुनर्निर्मितीचा मुद्दाही आहे.

हे एक सुसंगत बांधकाम मानले जाऊ शकत नाही, कारण त्यात विशिष्ट भौतिक प्रमाणांसाठी असीम प्रचंड मूल्ये दिसतात आणि त्यांचे काय करावे हे समजत नाही. सामान्यीकरण बदलण्याची कल्पना केवळ अभ्यासाच्या प्रभावाचे स्पष्टीकरण देत नाही तर संपूर्ण सिद्धांताला तार्किक बंद करण्याची वैशिष्ट्ये देखील देते, त्यातून भिन्नता दूर करते. संशोधनाच्या विविध टप्प्यांवर शास्त्रज्ञांना काही आव्हानांचा सामना करावा लागतो. त्यांच्या निर्मूलनासाठी बराच वेळ दिला जाईल, कारण क्वांटम फील्ड सिद्धांतामध्ये अचूक निर्देशक अद्याप अस्तित्वात नाहीत.

भौतिकशास्त्र हे सर्व विज्ञानांपैकी सर्वात रहस्यमय आहे. भौतिकशास्त्र आपल्याला आपल्या सभोवतालच्या जगाची समज देते. भौतिकशास्त्राचे नियम निरपेक्ष आहेत आणि अपवाद न करता प्रत्येकाला लागू होतात, व्यक्ती आणि सामाजिक स्थितीची पर्वा न करता.

हा लेख 18 वर्षांपेक्षा जास्त वयाच्या व्यक्तींसाठी आहे.

तुम्ही आधीच १८ वर्षांचे आहात का?

क्वांटम भौतिकशास्त्रातील मूलभूत शोध

आयझॅक न्यूटन, निकोला टेस्ला, अल्बर्ट आइन्स्टाईन आणि इतर अनेक हे भौतिकशास्त्राच्या अद्भुत जगात मानवजातीचे महान मार्गदर्शक आहेत, ज्यांनी संदेष्ट्यांप्रमाणेच मानवजातीला विश्वाची सर्वात मोठी रहस्ये आणि भौतिक घटना नियंत्रित करण्याची क्षमता प्रकट केली. त्यांचे तेजस्वी डोके अवास्तव बहुसंख्य लोकांच्या अज्ञानाच्या अंधारातून कापले आणि एखाद्या मार्गदर्शक ताऱ्याप्रमाणे रात्रीच्या अंधारात मानवतेचा मार्ग दाखवला. भौतिकशास्त्राच्या जगात या कंडक्टरपैकी एक म्हणजे क्वांटम भौतिकशास्त्राचे जनक मॅक्स प्लँक.

मॅक्स प्लँक हे केवळ क्वांटम भौतिकशास्त्राचे संस्थापक नाहीत तर जगप्रसिद्ध क्वांटम सिद्धांताचे लेखक देखील आहेत. क्वांटम सिद्धांत हा क्वांटम भौतिकशास्त्राचा सर्वात महत्वाचा घटक आहे. सोप्या भाषेत, हा सिद्धांत सूक्ष्म कणांच्या हालचाली, वर्तन आणि परस्परसंवादाचे वर्णन करतो. क्वांटम भौतिकशास्त्राच्या संस्थापकाने आम्हाला इतर अनेक वैज्ञानिक कार्ये देखील आणली जी आधुनिक भौतिकशास्त्राचा आधारस्तंभ बनली आहेत:

• थर्मल रेडिएशनचा सिद्धांत;
• सापेक्षतेचा विशेष सिद्धांत;
• थर्मोडायनामिक्स क्षेत्रात संशोधन;
• ऑप्टिक्स क्षेत्रात संशोधन.

सूक्ष्म कणांच्या वर्तन आणि परस्परसंवादाबद्दल क्वांटम भौतिकशास्त्राचा सिद्धांत कंडेन्स्ड मॅटर फिजिक्स, एलिमेंटरी पार्टिकल फिजिक्स आणि हाय एनर्जी फिजिक्सचा आधार बनला. क्वांटम सिद्धांत आपल्याला आपल्या जगाच्या अनेक घटनांचे सार स्पष्ट करतो - इलेक्ट्रॉनिक संगणकांच्या कार्यापासून ते खगोलीय पिंडांची रचना आणि वर्तन. मॅक्स प्लँक, या सिद्धांताचा निर्माता, त्याच्या शोधामुळे आम्हाला प्राथमिक कणांच्या पातळीवर अनेक गोष्टींचे खरे सार समजू शकले. परंतु या सिद्धांताची निर्मिती केवळ वैज्ञानिकांच्या गुणवत्तेपासून दूर आहे. विश्वाचा मूलभूत नियम - उर्जेच्या संवर्धनाचा नियम शोधणारे ते पहिले होते. मॅक्स प्लँकच्या विज्ञानातील योगदानाचा अतिरेक करणे कठीण आहे. थोडक्यात, भौतिकशास्त्र, रसायनशास्त्र, इतिहास, कार्यपद्धती आणि तत्त्वज्ञान यासाठी त्यांचे शोध अमूल्य आहेत.

क्वांटम फील्ड सिद्धांत

थोडक्यात, क्वांटम फील्ड सिद्धांत हा सूक्ष्मकणांचे वर्णन तसेच अंतराळातील त्यांचे वर्तन, एकमेकांशी परस्परसंवाद आणि परस्पर परिवर्तनांचा सिद्धांत आहे. हा सिद्धांत स्वातंत्र्याच्या तथाकथित अंशांमध्ये क्वांटम सिस्टमच्या वर्तनाचा अभ्यास करतो. हे सुंदर आणि रोमँटिक नाव आपल्यापैकी अनेकांना काहीही सांगत नाही. डमीसाठी, स्वातंत्र्याचे अंश म्हणजे स्वतंत्र निर्देशांकांची संख्या जी यांत्रिक प्रणालीची गती दर्शविण्यासाठी आवश्यक असते. सोप्या भाषेत, स्वातंत्र्याची डिग्री ही गतीची वैशिष्ट्ये आहेत. स्टीव्हन वेनबर्ग यांनी प्राथमिक कणांच्या परस्परसंवादाच्या क्षेत्रातील मनोरंजक शोध लावले. त्यांनी तथाकथित तटस्थ प्रवाह शोधला - क्वार्क आणि लेप्टॉन यांच्यातील परस्परसंवादाचे तत्त्व, ज्यासाठी त्यांना 1979 मध्ये नोबेल पारितोषिक मिळाले.

मॅक्स प्लँकचा क्वांटम सिद्धांत

अठराव्या शतकाच्या नव्वदच्या दशकात, जर्मन भौतिकशास्त्रज्ञ मॅक्स प्लँक यांनी थर्मल रेडिएशनचा अभ्यास केला आणि अखेरीस ऊर्जा वितरणासाठी एक सूत्र प्राप्त केले. क्वांटम हायपोथिसिस, ज्याचा जन्म या अभ्यासादरम्यान झाला होता, क्वांटम फिजिक्सची सुरुवात, तसेच क्वांटम फील्ड सिद्धांत, 1900 व्या वर्षी शोधला गेला. प्लँकचा क्वांटम सिद्धांत असा आहे की थर्मल रेडिएशन दरम्यान, उत्पादित ऊर्जा उत्सर्जित केली जाते आणि सतत शोषली जात नाही, परंतु एपिसोडली, क्वांटमली. 1900 हे वर्ष, मॅक्स प्लँकने केलेल्या या शोधामुळे, क्वांटम मेकॅनिक्सच्या जन्माचे वर्ष बनले. प्लँकच्या सूत्राचाही उल्लेख करणे योग्य आहे. थोडक्यात, त्याचे सार खालीलप्रमाणे आहे - ते शरीराचे तापमान आणि त्याच्या रेडिएशनच्या गुणोत्तरावर आधारित आहे.

अणूच्या संरचनेचा क्वांटम-यांत्रिक सिद्धांत

अणूच्या संरचनेचा क्वांटम मेकॅनिकल सिद्धांत हा क्वांटम भौतिकशास्त्रातील संकल्पनांच्या मूलभूत सिद्धांतांपैकी एक आहे आणि खरंच भौतिकशास्त्रात. हा सिद्धांत आपल्याला प्रत्येक वस्तूची रचना समजून घेण्यास अनुमती देतो आणि वस्तुत: कोणत्या गोष्टींचा समावेश होतो यावरील गुप्ततेचा पडदा उघडतो. आणि या सिद्धांतावर आधारित निष्कर्ष अतिशय अनपेक्षित आहेत. अणूच्या संरचनेचा थोडक्यात विचार करा. तर अणू खरोखर कशापासून बनलेला आहे? अणूमध्ये न्यूक्लियस आणि इलेक्ट्रॉनचा ढग असतो. अणूचा आधार, त्याच्या न्यूक्लियसमध्ये अणूचे जवळजवळ संपूर्ण वस्तुमान असते - 99 टक्क्यांहून अधिक. न्यूक्लियसमध्ये नेहमीच सकारात्मक चार्ज असतो आणि ते रासायनिक घटक ठरवते ज्याचा अणू भाग आहे. अणूच्या केंद्रकाबद्दल सर्वात मनोरंजक गोष्ट अशी आहे की त्यात अणूचे जवळजवळ संपूर्ण वस्तुमान असते, परंतु त्याच वेळी ते त्याच्या खंडाच्या फक्त दहा-हजारव्या भाग व्यापते. यातून पुढे काय? आणि निष्कर्ष खूप अनपेक्षित आहे. याचा अर्थ अणूमधील घन पदार्थ फक्त एक दहा हजारवा आहे. आणि इतर सर्व गोष्टींचे काय? अणूमधील इतर सर्व काही इलेक्ट्रॉन मेघ आहे.

इलेक्ट्रॉन क्लाउड हा कायमस्वरूपी नाही आणि खरं तर, भौतिक पदार्थ नाही. इलेक्ट्रॉन मेघ म्हणजे अणूमध्ये इलेक्ट्रॉन दिसण्याची केवळ संभाव्यता. म्हणजेच, अणूमध्ये केंद्रक फक्त दहा हजारावा भाग व्यापतो आणि बाकी सर्व काही शून्य आहे. आणि जर आपण हे लक्षात घेतले की आपल्या सभोवतालच्या सर्व वस्तू, धुळीच्या कणांपासून ते खगोलीय पिंड, ग्रह आणि तारे, अणूंनी बनलेले आहेत, तर असे दिसून येते की सर्व सामग्री प्रत्यक्षात 99% पेक्षा जास्त शून्य आहे. हा सिद्धांत पूर्णपणे अविश्वसनीय वाटतो, आणि त्याचा लेखक, किमान, एक भ्रामक व्यक्ती, कारण आजूबाजूला अस्तित्वात असलेल्या गोष्टींमध्ये एक ठोस सुसंगतता आहे, वजन आहे आणि जाणवले जाऊ शकते. त्यात शून्यता कशी असू शकते? पदार्थाच्या संरचनेच्या या सिद्धांतात चूक झाली आहे का? परंतु येथे कोणतीही त्रुटी नाही.

सर्व भौतिक गोष्टी केवळ अणूंच्या परस्परसंवादामुळेच दाट दिसतात. अणूंमधील आकर्षण किंवा प्रतिकर्षणामुळेच गोष्टींमध्ये घन आणि घनता असते. हे रसायनांच्या क्रिस्टल जाळीची घनता आणि कडकपणा सुनिश्चित करते, ज्यामध्ये सर्व सामग्री असते. परंतु, एक मनोरंजक मुद्दा, जेव्हा, उदाहरणार्थ, वातावरणातील तापमानाची परिस्थिती बदलते, तेव्हा अणूंमधील बंध, म्हणजेच त्यांचे आकर्षण आणि प्रतिकर्षण, कमकुवत होऊ शकतात, ज्यामुळे क्रिस्टल जाळी कमकुवत होते आणि त्याचा नाश देखील होतो. हे बदल स्पष्ट करते भौतिक गुणधर्मपदार्थ गरम झाल्यावर. उदाहरणार्थ, जेव्हा लोखंड गरम केले जाते तेव्हा ते द्रव बनते आणि कोणत्याही आकारात आकारले जाऊ शकते. आणि जेव्हा बर्फ वितळतो तेव्हा क्रिस्टल जाळीच्या नाशामुळे पदार्थाच्या स्थितीत बदल होतो आणि ते घनतेपासून द्रव बनते. अणूंमधील बंध कमकुवत होणे आणि परिणामी, क्रिस्टल जाळी कमकुवत होणे किंवा नष्ट होणे, आणि पदार्थ अनाकार बनण्याची ही स्पष्ट उदाहरणे आहेत. आणि अशा अनाकलनीय रूपांतरांचे कारण हेच आहे की पदार्थांमध्ये फक्त एक दहा-हजारव्या भागाने घन पदार्थ असतात आणि बाकी सर्व काही शून्य असते.

आणि पदार्थ केवळ अणूंमधील मजबूत बंधांमुळे घन वाटतात, जे कमकुवत झाल्यामुळे, पदार्थ बदलतो. अशा प्रकारे, अणूच्या संरचनेचा क्वांटम सिद्धांत आपल्याला आपल्या सभोवतालच्या जगाकडे पूर्णपणे भिन्न दृष्टीक्षेप घेण्यास अनुमती देतो.

अणूच्या सिद्धांताचे संस्थापक, नील्स बोहर यांनी एक मनोरंजक संकल्पना मांडली की अणूमधील इलेक्ट्रॉन सतत ऊर्जा विकिरण करत नाहीत, परंतु केवळ त्यांच्या हालचालींच्या मार्गांमधील संक्रमणाच्या क्षणी. बोहरच्या सिद्धांताने अनेक आंतर-अणु प्रक्रियांचे स्पष्टीकरण करण्यास मदत केली आणि मेंडेलीव्हने तयार केलेल्या सारणीच्या सीमारेषा स्पष्ट करून रसायनशास्त्राच्या विज्ञानातही प्रगती केली. नुसार, काळ आणि अवकाशात अस्तित्वात असलेल्या शेवटच्या घटकाचा अनुक्रमांक एकशे सदतीस आहे आणि एकशे अडतीसव्या पासून सुरू होणारे घटक अस्तित्वात असू शकत नाहीत, कारण त्यांचे अस्तित्व सापेक्षतेच्या सिद्धांताला विरोध करते. तसेच, बोहरच्या सिद्धांताने अणू स्पेक्ट्रासारख्या भौतिक घटनेचे स्वरूप स्पष्ट केले.

हे मुक्त अणूंचे परस्पर क्रिया स्पेक्ट्रा आहेत जे त्यांच्या दरम्यान ऊर्जा उत्सर्जित होते तेव्हा उद्भवतात. अशा घटना वायू, वाष्पयुक्त पदार्थ आणि प्लाझ्मा अवस्थेतील पदार्थांसाठी वैशिष्ट्यपूर्ण आहेत. अशा प्रकारे, क्वांटम सिद्धांताने भौतिकशास्त्राच्या जगात एक क्रांती घडवून आणली आणि वैज्ञानिकांना केवळ या विज्ञानाच्या क्षेत्रातच नव्हे तर अनेक संबंधित विज्ञानांच्या क्षेत्रात देखील प्रगती करण्याची परवानगी दिली: रसायनशास्त्र, थर्मोडायनामिक्स, ऑप्टिक्स आणि तत्त्वज्ञान. आणि मानवतेला गोष्टींच्या स्वरूपाच्या रहस्यांमध्ये प्रवेश करण्याची परवानगी दिली.

अणूंचे स्वरूप समजून घेण्यासाठी, त्यांच्या वर्तनाची आणि परस्परसंवादाची तत्त्वे समजून घेण्यासाठी मानवतेला त्याच्या चेतनेमध्ये अजूनही बरेच काही करायचे आहे. हे समजून घेतल्यावर, आपण आपल्या सभोवतालच्या जगाचे स्वरूप समजून घेण्यास सक्षम होऊ, कारण आपल्या सभोवतालची प्रत्येक गोष्ट धूळ कणांपासून सुरू होते आणि सूर्यापासूनच संपते आणि आपण स्वतः - प्रत्येक गोष्टीत अणू असतात, ज्याचे स्वरूप रहस्यमय आहे. आणि आश्चर्यकारक आणि अनेक रहस्यांनी परिपूर्ण.

क्वांटम सिद्धांत

क्वांटम सिद्धांत

सिद्धांत, ज्याचा पाया 1900 मध्ये भौतिकशास्त्रज्ञ मॅक्स प्लँक यांनी घातला. या सिद्धांतानुसार, अणू नेहमी केवळ भागांमध्ये रेडिएशन ऊर्जा उत्सर्जित करतात किंवा प्राप्त करतात, अखंडपणे, म्हणजे, विशिष्ट क्वांटा (ऊर्जा क्वांटा), ज्याचे उर्जा मूल्य संबंधित प्रकारच्या दोलन वारंवारता (तरंगलांबीने भागलेला प्रकाश वेग) च्या समान असते. प्लँक क्रियेने गुणाकार केलेले रेडिएशन (पहा. स्थिर, सूक्ष्म भौतिकशास्त्र.आणि क्वांटम मेकॅनिक्स).क्वांटम (Ch. O. आइन्स्टाईन) प्रकाशाच्या क्वांटम सिद्धांताच्या (प्रकाशाचा कॉर्पस्क्युलर सिद्धांत) आधारावर ठेवण्यात आले होते, त्यानुसार प्रकाशामध्ये प्रकाशाच्या वेगाने फिरणारा क्वांटाचा देखील समावेश होतो (प्रकाश क्वांटा, फोटॉन).

फिलॉसॉफिकल एनसायक्लोपेडिक डिक्शनरी. 2010 .

इतर शब्दकोशांमध्ये "क्वांटम सिद्धांत" काय आहे ते पहा:

यात खालील उपविभाग आहेत (सूची अपूर्ण आहे): क्वांटम मेकॅनिक्स बीजगणित क्वांटम सिद्धांत क्वांटम फील्ड सिद्धांत क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्स क्वांटम क्रोमोडायनामिक्स क्वांटम थर्मोडायनामिक्स क्वांटम गुरुत्वाकर्षण सुपरस्ट्रिंग सिद्धांत हे देखील पहा ... ... विकिपीडिया

क्वांटम सिद्धांत, एक सिद्धांत ज्याने, सापेक्षतेच्या सिद्धांताच्या संयोगाने, संपूर्ण 20 व्या शतकात भौतिकशास्त्राच्या विकासासाठी आधार तयार केला. हे प्राथमिक किंवा उपपरमाण्विक कणांच्या स्तरावर पदार्थ आणि ऊर्जा यांच्यातील संबंधांचे वर्णन करते, तसेच ... ... वैज्ञानिक आणि तांत्रिक ज्ञानकोशीय शब्दकोश

क्वांटम सिद्धांत- संशोधनाचा दुसरा मार्ग म्हणजे पदार्थ आणि रेडिएशनच्या परस्परसंवादाचा अभ्यास. "क्वांटम" हा शब्द एम. प्लँक (1858 1947) यांच्या नावाशी संबंधित आहे. ही "ब्लॅक बॉडी" समस्या आहे (सर्व ऊर्जा जमा करणाऱ्या वस्तूसाठी अमूर्त गणिती संकल्पना ... पाश्चात्य तत्त्वज्ञान त्याच्या उत्पत्तीपासून आजपर्यंत

क्वांटम मेकॅनिक्स, क्वांटम स्टॅटिस्टिक्स आणि क्वांटम फील्ड थिअरी एकत्र करते... मोठा विश्वकोशीय शब्दकोश

क्वांटम मेकॅनिक्स, क्वांटम स्टॅटिस्टिक्स आणि क्वांटम फील्ड थिअरी एकत्र करते. * * * क्वांटम थिअरी क्वांटम थिअरी क्वांटम मेकॅनिक्स (पहा क्वांटम मेकॅनिक्स), क्वांटम स्टॅटिस्टिक्स (पहा क्वांटम स्टॅटिस्टिक्स) आणि क्वांटम फील्ड थिअरी... ... विश्वकोशीय शब्दकोश

क्वांटम सिद्धांत- kvantinė teorija statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. क्वांटम सिद्धांत vok. Quantentheorie, f rus. क्वांटम सिद्धांत, fpranc. सिद्धांत des quanta, f; सिद्धांत परिमाण, f … Fizikos terminų žodynas

फिज. एक सिद्धांत जो क्वांटम मेकॅनिक्स, क्वांटम स्टॅटिस्टिक्स आणि क्वांटम फील्ड सिद्धांत एकत्र करतो. हे रेडिएशनच्या स्वतंत्र (अखंड) संरचनेच्या कल्पनेवर आधारित आहे. के.टी.च्या मते, कोणतीही अणु प्रणाली निश्चितपणे असू शकते, ... ... नैसर्गिक विज्ञान. विश्वकोशीय शब्दकोश

क्वांटम फील्ड थिअरी म्हणजे अनंत संख्येच्या स्वातंत्र्य (भौतिक फील्ड) असलेल्या प्रणालींचा क्वांटम सिद्धांत आहे. क्वांटम मेकॅनिक्स, जे वर्णनाच्या समस्येच्या संदर्भात क्वांटम मेकॅनिक्सचे सामान्यीकरण (क्वांटम मेकॅनिक्स पहा) म्हणून उद्भवले ... ... ग्रेट सोव्हिएत एनसायक्लोपीडिया

- (KFT), रिलेटिव्हिस्टिक क्वांटम. भौतिकशास्त्राचा सिद्धांत. स्वातंत्र्याच्या अमर्याद अंशांसह प्रणाली. अशा ईमेल सिस्टमचे उदाहरण. magn फील्ड, कोणत्याही वेळी हॉर्नच्या संपूर्ण वर्णनासाठी, विद्युत शक्तीची नियुक्ती आवश्यक आहे. आणि magn. प्रत्येक बिंदूवर फील्ड ... भौतिक विश्वकोश

क्वांटम फील्ड सिद्धांत. सामग्री: 1. क्वांटम फील्ड ................. 3002. फ्री फील्ड आणि वेव्ह-पार्टिकल द्वैत.................. 3013. परस्परसंवाद फील्ड.........3024. विक्षिप्तता सिद्धांत ............. 3035. भिन्नता आणि ... ... भौतिक विश्वकोश

पुस्तके

• क्वांटम सिद्धांत
• क्वांटम थिअरी, बोहम डी. हे पुस्तक पद्धतशीरपणे नॉन-रिलेटिव्हिस्टिकची रूपरेषा देते क्वांटम यांत्रिकी. लेखक भौतिक सामग्रीचे तपशीलवार विश्लेषण करतात आणि सर्वात महत्त्वाच्या गणितीय उपकरणाचे तपशीलवार परीक्षण करतात ...
• क्वांटम फील्ड सिद्धांत उदय आणि विकास सर्वात गणिती आणि अमूर्त भौतिक सिद्धांतांपैकी एकाची ओळख अंक 124 , ग्रिगोरीव्ह व्ही. क्वांटम सिद्धांत आधुनिक भौतिक सिद्धांतांपैकी सर्वात सामान्य आणि सखोल आहे. पदार्थाबद्दलच्या भौतिक कल्पना कशा बदलल्या, क्वांटम मेकॅनिक्स कसे निर्माण झाले आणि नंतर क्वांटम मेकॅनिक्स ...

क्वांटम फील्ड सिद्धांताच्या मुख्य तरतुदी: 1). व्हॅक्यूम स्थिती. नॉन-रिलेटिव्हिस्टिक क्वांटम मेकॅनिक्समुळे प्राथमिक कणांच्या स्थिर संख्येच्या वर्तनाचा अभ्यास करणे शक्य होते. क्वांटम फील्ड सिद्धांत प्राथमिक कणांची निर्मिती आणि शोषण किंवा उच्चाटन विचारात घेते. म्हणून, क्वांटम फील्ड सिद्धांतामध्ये दोन ऑपरेटर असतात: निर्मितीचे ऑपरेटर आणि प्राथमिक कणांचे उच्चाटन करणारे ऑपरेटर. क्वांटम फील्ड सिद्धांतानुसार, जेव्हा फील्ड किंवा कण नसतात तेव्हा स्थिती अशक्य आहे. व्हॅक्यूम हे त्याच्या सर्वात कमी उर्जेच्या अवस्थेतील क्षेत्र आहे. व्हॅक्यूम स्वतंत्र, निरीक्षण करण्यायोग्य कणांद्वारे नाही तर काही काळानंतर उद्भवलेल्या आणि अदृश्य होणाऱ्या आभासी कणांद्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहे. 2.) प्राथमिक कणांच्या परस्परसंवादाची आभासी यंत्रणा. फील्डच्या परिणामी प्राथमिक कण एकमेकांशी संवाद साधतात, परंतु जर कण त्याचे मापदंड बदलत नसेल, तर ते परस्परसंवादाची वास्तविक मात्रा, अशी ऊर्जा आणि गती आणि अशा वेळ आणि अंतरासाठी उत्सर्जित करू शकत नाही किंवा शोषू शकत नाही, जे संबंधांद्वारे निर्धारित केले जातात. ∆E∙∆t≥ħ, ∆рх∙∆х≥ħ(क्वांटम स्थिरता) अनिश्चितता संबंध. आभासी कणांचे स्वरूप असे आहे की ते काही काळानंतर प्रकट होतील, अदृश्य होतील किंवा शोषून जातील. आमेर. भौतिकशास्त्रज्ञ फेनमॅनने आभासी क्वांटासह प्राथमिक कणांच्या परस्परसंवादाचे चित्रण करण्याचा एक ग्राफिकल मार्ग विकसित केला:

मुक्त कणाच्या आभासी क्वांटमचे उत्सर्जन आणि शोषण

दोन घटकांचा परस्परसंवाद. एका आभासी क्वांटमद्वारे कण.

दोन घटकांचा परस्परसंवाद. दोन आभासी क्वांटमद्वारे कण.

अंजीर च्या डेटा वर. ग्राफिक कणांची प्रतिमा, परंतु त्यांचे मार्गक्रमण नाही.

3.) स्पिन हे क्वांटम ऑब्जेक्ट्सचे सर्वात महत्वाचे वैशिष्ट्य आहे. हा कणाचा आंतरिक कोनीय संवेग आहे आणि जर वरच्या टोकाचा कोनीय संवेग रोटेशनच्या अक्षाच्या दिशेशी जुळत असेल, तर फिरकी कोणतीही विशिष्ट पसंतीची दिशा ठरवत नाही. स्पिन दिशा सेट करते, परंतु संभाव्य मार्गाने. स्पिन अशा स्वरूपात अस्तित्वात आहे ज्याची कल्पना करता येत नाही. स्पिन s=I∙ħ म्हणून दर्शविले जाते, आणि मी दोन्ही पूर्णांक मूल्ये I=0,1,2,… घेतो, आणि प्राप्त केलेली संख्यात्मक मूल्ये I = ½, 3/2, 5/2,… शास्त्रीय मध्ये भौतिकशास्त्र, एकसारखे कण अवकाशीयदृष्ट्या भिन्न नाहीत, कारण स्पेसचा समान प्रदेश व्यापतो, स्पेसच्या कोणत्याही प्रदेशात कण शोधण्याची संभाव्यता वेव्ह फंक्शनच्या मॉड्यूलसच्या वर्गाद्वारे निर्धारित केली जाते. वेव्ह फंक्शन ψ हे सर्व कणांचे वैशिष्ट्य आहे. ‌‌. जेव्हा कण 1 आणि 2 एकसारखे असतात आणि त्यांची अवस्था समान असते तेव्हा लहरी कार्यांच्या सममितीशी संबंधित असते. वेव्ह फंक्शन्सच्या अँटीसिमेट्रीचे केस, जेव्हा कण 1 आणि 2 एकमेकांशी एकसारखे असतात, परंतु क्वांटम पॅरामीटर्सपैकी एकामध्ये भिन्न असतात. उदाहरणार्थ: मागे. पॉल अपवर्जन तत्त्वानुसार, अर्ध-पूर्णांक स्पिन असलेले कण एकाच स्थितीत असू शकत नाहीत. या तत्त्वामुळे अणू आणि रेणूंच्या इलेक्ट्रॉन शेलच्या संरचनेचे वर्णन करणे शक्य होते. पूर्णांक स्पिन असलेल्या कणांना म्हणतात बोसॉन Pi-meson साठी I = 0; फोटॉनसाठी मी =1; गुरुत्वाकर्षणासाठी I = 2. दिलेल्या स्पिनसह कण म्हणतात फर्मिअन्स. इलेक्ट्रॉन, पॉझिट्रॉन, न्यूट्रॉन, प्रोटॉन I = ½ साठी. 4) समस्थानिक फिरकी. न्यूट्रॉनचे वस्तुमान प्रोटॉनच्या वस्तुमानापेक्षा फक्त 0.1% जास्त असते, जर आपण विद्युत शुल्काचे अमूर्त (विचारात घेतले नाही) तर हे दोन कण एकाच कणाच्या, न्यूक्लिओनच्या दोन अवस्था मानल्या जाऊ शकतात. त्याचप्रमाणे, मेसॉन आहेत, परंतु हे तीन स्वतंत्र कण नसून एकाच कणाच्या तीन अवस्था आहेत, ज्यांना फक्त Pi - meson म्हणतात. कणांची जटिलता किंवा गुणाकार लक्षात घेण्यासाठी, एक पॅरामीटर सादर केला जातो, ज्याला समस्थानिक स्पिन म्हणतात. हे सूत्र n = 2I+1 वरून निश्चित केले जाते, जेथे n ही कण अवस्थांची संख्या आहे, उदाहरणार्थ, न्यूक्लिओन n=2, I=1/2. आयसोस्पिन प्रोजेक्शन Iz = -1/2 द्वारे दर्शविले जाते; Iz \u003d ½, i.e. प्रोटॉन आणि न्यूट्रॉन एक समस्थानिक दुहेरी तयार करतात. Pi - meson साठी, अवस्थांची संख्या = 3, म्हणजे n=3, I =1, Iz=-1, Iz=0, Iz=1. 5) कणांचे वर्गीकरण: प्राथमिक कणांचे सर्वात महत्त्वाचे वैशिष्ट्य म्हणजे उर्वरित वस्तुमान, या आधारावर, कण बॅरिऑन (ट्रान्स. हेवी), मेसन्स (ग्रीकमधून. मध्यम), लेप्टॉन (ग्रीकमधून. प्रकाश) मध्ये विभागले जातात. बॅरिअन्स आणि मेसॉन, परस्परसंवादाच्या तत्त्वानुसार, हेड्रोन्सच्या वर्गाशी संबंधित आहेत (ग्रीक मजबूत पासून), कारण हे कण मजबूत परस्परसंवादात भाग घेतात. बॅरिअन्समध्ये समाविष्ट आहे: प्रोटॉन, न्यूट्रॉन, या कणांचे हायपरॉन, फक्त प्रोटॉन स्थिर आहेत, सर्व बॅरिऑन फर्मियन आहेत, मेसॉन बोसॉन आहेत, ते स्थिर कण नाहीत, ते सर्व प्रकारच्या परस्परसंवादांमध्ये भाग घेतात, जसे बॅरिऑन, लेप्टॉनमध्ये समाविष्ट आहे: इलेक्ट्रॉन, न्यूट्रॉन , हे कण फर्मिअन्स आहेत आणि मजबूत परस्परसंवादात भाग घेत नाहीत. फोटॉन, जो लेप्टॉनचा नाही आणि हॅड्रॉन्सच्या वर्गाशी संबंधित नाही, तो विशेषतः वेगळा आहे. त्याचे स्पिन = 1, आणि बाकीचे वस्तुमान = 0. कधीकधी परस्पर क्रिया क्वांटाला विशेष वर्गात वेगळे केले जाते, मेसॉन हे कमकुवत परस्परसंवादाचे प्रमाण असते, ग्लुऑन हे गुरुत्वीय परस्परसंवादाचे प्रमाण असते. काहीवेळा क्वार्कला एका विशेष वर्गात वेगळे केले जाते, ज्यामध्ये विद्युत शुल्काच्या 1/3 किंवा 2/3 च्या बरोबरीचे अंशात्मक विद्युत शुल्क असते. 6) परस्परसंवादाचे प्रकार. 1865 मध्ये, इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्डचा सिद्धांत (मॅक्सवेल) तयार झाला. 1915 मध्ये आईनस्टाईनने गुरुत्वाकर्षण क्षेत्राचा सिद्धांत तयार केला होता. सशक्त आणि कमकुवत परस्परसंवादाचा शोध 20 व्या शतकाच्या पहिल्या तृतीयांश पर्यंतचा आहे. न्यूक्लिओन्स मजबूत परस्परसंवादाद्वारे मध्यवर्ती भागात घट्ट बांधलेले असतात, ज्याला मजबूत म्हणतात. 1934 मध्ये, फर्मेटने कमकुवत परस्परसंवादाचा पहिला सिद्धांत तयार केला जो प्रायोगिक संशोधनासाठी पुरेसा होता. हा सिद्धांत किरणोत्सर्गीतेच्या शोधानंतर उद्भवला, असे गृहीत धरणे आवश्यक होते की अणूच्या केंद्रकांमध्ये क्षुल्लक परस्परसंवाद उद्भवतात, ज्यामुळे जड पदार्थांचे उत्स्फूर्त क्षय होते. रासायनिक घटकयुरेनियम सारखे, उत्सर्जन करताना - किरण. कमकुवत परस्परसंवादाचे एक उल्लेखनीय उदाहरण म्हणजे पृथ्वीद्वारे न्यूट्रॉन कणांचे आत प्रवेश करणे, तर न्यूट्रॉनमध्ये अधिक माफक भेदक क्षमता असते, ते अनेक सेंटीमीटर जाडीच्या शिशाच्या शीटद्वारे राखले जातात. मजबूत: इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक. कमकुवत: गुरुत्वाकर्षण = 1:10-2:10-10:10-38. इलेक्ट्रोमॅगमधील फरक. आणि गुरुत्वाकर्षण. परस्परसंवाद, त्यात ते वाढत्या अंतरासह हळूहळू कमी होतात. मजबूत आणि कमकुवत परस्परसंवाद अगदी लहान अंतरापर्यंत मर्यादित आहेत: कमकुवतांसाठी 10-16 सेमी, मजबूतसाठी 10-13 सेमी. पण अंतरावर< 10-16 см слабые взаимодействия уже не являются малоинтенсивными, на расстоянии 10-8 см господствуют электромагнитные силы. Адроны взаимодействуют с помощью кварков. Переносчиками взаимодействия между кварками являются глюоны. Сильные взаимодействия появляются на расстояниях 10-13 см, т. Е. глюоны являются короткодействующими и способны долететь такие расстояния. Слабые взаимодействия осуществляются с помощью полей Хиггса, когда взаимодействие переносится с помощью квантов, которые называются W+,W- - бозоны, а также нейтральные Z0 – бозоны(1983 год). 7) अणू केंद्रकांचे विखंडन आणि संश्लेषण. अणूंच्या केंद्रकांमध्ये प्रोटॉन असतात, जे Z आणि न्यूट्रॉन N दर्शविले जातात, एकूण न्यूक्लिओन्सची संख्या अक्षराने दर्शविली जाते - A. A \u003d Z + N. न्यूक्लियसमधून न्यूक्लिओन बाहेर काढण्यासाठी, ऊर्जा खर्च करणे आवश्यक आहे, म्हणून न्यूक्लियसचे एकूण वस्तुमान आणि ऊर्जा त्याच्या सर्व घटकांच्या acc आणि उर्जेच्या बेरीजपेक्षा कमी आहे. ऊर्जेतील फरकाला बंधनकारक ऊर्जा म्हणतात: Eb=(Zmp+Nmn-M)c2 ही न्यूक्लियसमधील केंद्रकांची बंधनकारक ऊर्जा - Eb. एका न्यूक्लिओनमधून जाणाऱ्या बंधनकारक उर्जेला विशिष्ट बंधनकारक ऊर्जा (Eb/A) म्हणतात. विशिष्ट बंधनकारक ऊर्जा लोह अणूंच्या केंद्रकांसाठी जास्तीत जास्त मूल्य घेते. लोहानंतरच्या घटकांमध्ये न्यूक्लिओन्समध्ये वाढ होते आणि प्रत्येक न्यूक्लिओन अधिकाधिक शेजारी प्राप्त करतो. मजबूत परस्परसंवाद अल्प-श्रेणीचे असतात, यामुळे न्यूक्लिओन्सच्या वाढीसह आणि न्यूक्लिओन्सच्या लक्षणीय वाढीसह, रासायनिक घटक होते. घटकाचा क्षय होतो (नैसर्गिक किरणोत्सारीता). ज्या प्रतिक्रियांमध्ये ऊर्जा सोडली जाते त्या आम्ही लिहून ठेवतो: 1. मोठ्या संख्येने न्यूक्लिओन्ससह केंद्रकांच्या विखंडनामध्ये: n + U235 → U236 → 139La + 95Mo + 2n हळूहळू हलणारे न्यूट्रॉन U235 (युरेनियम) द्वारे शोषले जाते परिणामी, U236 तयार होते, जे 2 केंद्रके ला (लॅपटम) आणि मो (मॉलिब्डेनम) मध्ये विभागले जाते, जे fly a. उच्च वेगाने आणि 2 न्यूट्रॉन तयार होतात, 2 अशा प्रतिक्रिया निर्माण करण्यास सक्षम असतात. प्रारंभिक इंधनाचे वस्तुमान गंभीर वस्तुमानापर्यंत पोहोचण्यासाठी प्रतिक्रिया एक साखळी वर्ण घेते.2. प्रकाश केंद्रकांच्या संलयनासाठी प्रतिक्रिया.d2+d=3H+n, जर लोक केंद्रकांचे स्थिर संलयन सुनिश्चित करू शकतील, तर ते ऊर्जा समस्यांपासून स्वतःला वाचवू शकतील. महासागराच्या पाण्यात असलेले ड्युटेरियम हे स्वस्त अणुइंधनाचे अतुलनीय स्त्रोत आहे आणि प्रकाश घटकांचे संश्लेषण युरेनियम न्यूक्लीच्या विखंडनाप्रमाणे तीव्र किरणोत्सर्गी घटनांसह होत नाही.