Relatywistyczna mechanika kwantowa

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Relatywistyczna mechanika kwantowa – teoria kwantowa uwzględniająca istnienie skończonej, maksymalnej do osiągnięcia prędkości równej prędkości światła w próżni, zarówno dla ruchu cząstek, jak i propagacji oddziaływania. W teorii tej nierelatywistyczne równanie Schrödingera (poprawniejsze im prędkość jest mniejsza) zastępowane jest równaniem Joosa–Weinberga albo równaniami Bargmanna–Wignera (lub ich szczególnymi przypadkami, np. równaniem Kleina-Gordona czy Diraca). Relatywistyczna mechanika kwantowa stosuje kwantowy opis ruchu w czasoprzestrzeni Minkowskiego. Immanentną cechą opisu relatywistycznego mechaniki kwantowej z użyciem równania Diraca jest istnienie spinu oraz antymaterii.

Anihilacja (z łac. annihilatio – unicestwienie, od nihil – nic) – proces prowadzący do całkowitej destrukcji materii posiadającej masę. W fizyce anihilacją nazywamy oddziaływanie cząstki z odpowiadającą jej antycząstką, podczas którego cząstka i antycząstka zostają zamienione na fotony (zasada zachowania pędu nie dopuszcza możliwości powstania jednego fotonu – zawsze powstają co najmniej dwa) o sumarycznej energii równoważnej masom cząstki i antycząstki, zgodnie ze wzorem Einsteina: E=mc² (zobacz: Szczególna teoria względności). Elsevier – jedno z największych światowych wydawnictw naukowych. Publikuje głównie książki i czasopisma z dziedziny nauk przyrodniczych, medycznych i ścisłych. Jest ono częścią grupy Reed Elsevier i ma siedzibę w Amsterdamie oraz filie w USA, Wielkiej Brytanii i kilku innych krajach.

Teoria ta napotyka na liczne problemy interpretacyjne (zitterbewegung, paradoks Kleina, rozwiązania o ujemnej energii) i przez to nie jest teorią spójną. Jej naturalnym uogólnieniem jest kwantowa teoria pola (QFT), która rozwiązuje większość problemów relatywistycznej mechaniki kwantowej. QFT w odróżnieniu od pierwotnej relatywistycznej mechaniki kwantowej uwzględnia zjawiska, w których zmienia się liczba cząstek elementarnych w czasie: kreacja par, anihilacja czy absorpcja.

Mechanika kwantowa (teoria kwantów) – teoria praw ruchu obiektów świata mikroskopowego. Poszerza zakres mechaniki na odległości czasoprzestrzenne i energie, dla których przewidywania mechaniki klasycznej nie sprawdzały się. Opisuje przede wszystkim obiekty o bardzo małych masach i rozmiarach - np. atom, cząstki elementarne itp. Jej granicą dla średnich rozmiarów lub średnich energii czy pędów jest mechanika klasyczna.Michał Kazimierz Heller (ur. 12 marca 1936 w Tarnowie) – polski prezbiter katolicki, teolog, profesor nauk filozoficznych specjalizujący się w filozofii przyrody, fizyce, kosmologii relatywistycznej oraz relacji nauka-wiara.

Zobacz też[ | edytuj kod]

  • mechanika kwantowa
  • Przypisy[ | edytuj kod]

    1. Heller i Pabjan 2014 ↓, s. 50.
    2. Messiah 1965 ↓, s. 875–876.

    Bibliografia[ | edytuj kod]

  • Michał Heller, Tadeusz Pabjan: Elementy filozofii przyrody. Kraków: Copernicus Center Press, 2014. ISBN 978-83-7886-065-5.
  • Albert Messiah: Quantum Mechanics. T. 2. Elsevier, 1965. ISBN 0-7204-0045-7.




  • Warto wiedzieć że... beta

    Zitterbewegung (z niemieckiego, oznacza „ruch drżący”) – efekt pojawiający się w analizie rozwiązań równania Diraca, polegający na szybkiej oscylacji położenia cząstki wokół klasycznej trajektorii. Jeżeli skonstruować paczkę falową spełniającą równanie Diraca i zawierającą zarówno fale o dodatniej, jak i ujemnej energii, to zależna od czasu wartość średnia operatora położenia, która w granicy klasycznej jest torem cząstki, zawiera, oprócz wyrazu liniowo zależnego od czasu (opisującego ruch postępowy), także szybko oscylujący składnik, opisujący „drżenie” cząstki wokół jej klasycznej trajektorii.
    Równanie Kleina-Gordona – relatywistyczna wersja (opisująca skalarne (lub pseudoskalarne) cząstki o zerowym spinie) równania Schrödingera.
    Zasada względności głosi, że prawa fizyki w dwóch inercjalnych układach odniesienia są takie same. Odkrył ją Galileusz.
    Absorpcja (od łac. absorptio – pochłanianie) – termin stosowany w wielu dziedzinach oznaczający pochłanianie, wchłanianie.
    Paradoks Kleina – paradoks w interpretacji rozwiązań równania Diraca zastosowanego do problemu odbicia elektronu od skończonej bariery potencjału. Równanie Diraca przewiduje, że odbity strumień materii elektronu jest większy od strumienia padającego, a strumień przepuszczony jest ujemny. Może zostać wyjaśniony tylko w ramach istnienia antycząstki elektronu – pozytonu.
    Transformacja Lorentza (przekształcenie Lorentza) – przekształcenie liniowe przestrzeni Minkowskiego umożliwiające obliczenie wielkości fizycznych w pewnym układzie odniesienia, jeśli znane są te wielkości w układzie poruszającym się względem pierwszego. Przekształceniu temu podlegają np. współrzędne w czasoprzestrzeni, energia i pęd, prędkość (zarówno wartość, jak i kierunek), pole elektryczne i magnetyczne. Wzory transformacyjne zostały wyprowadzone przez Lorentza w oparciu o założenie, że prędkość światła jest stała i niezależna od prędkości układu. Bardziej ogólną transformacją czasoprzestrzeni jest transformacja Poincarego.
    Równanie Schrödingera – jedno z podstawowych równań nierelatywistycznej mechaniki kwantowej (obok równania Heisenberga), sformułowane przez austriackiego fizyka Erwina Schrödingera w 1926 roku. Opisuje ono ewolucję układu kwantowego w czasie. W nierelatywistycznej mechanice kwantowej odgrywa rolę analogiczną do drugiej zasady dynamiki Newtona w mechanice klasycznej.

    Reklama