Jump to content

د قطعیت د نشتوالي اصل

د ويکيپېډيا، وړیا پوهنغونډ له خوا

په کوانټمي میخانیک کې د قطعیت د نشتوالي اصل (چې د هایزنبرګ د قطعیت د نشتوالي په اصل هم پېژندل کېږي) د ریاضیکي نابرابرۍ هر هغه ډول دی چی د یوې ذرې د ځانګړو جوړو لپاره د فزیکي کچو یو اساسي حد بیان کوي د بېلګې په توګه موقعیت،  x،او مومنټم، p، کېدای شي د لومړنیو شرایطو له مخې اټکل شي. [۱]

دغه ډول تغیر کوونکې جوړې د بشپړونکو متغیرونو یا مزدوجو متغیرونو په توګه پېژندل کېږي او د هغو له تفسیر سره په اړوندتیا د قطعیت د نشتوالي اصل د دې لپاره محدود کوي چې دغه مزدوجې ځانګړنې تر کومې کچې خپله تقریبي معنا ساتي، ځکه چې د کوانټمي فزیک ریاضیکي اډانه د واحد ارزښت پر بنسټ د مزدوجو ځانګړنو مفهوم په سمه توګه نه وړاندې کوي. د قطعیت د نشتوالي اصل د دې څرګندويي کوي چې نه شي کېدلای یو کمیت د خوښې وړ قطعیت پر بنسټ اټکل شي، آن که چېرې د هغو ټول لومړي شرایط هم څرګند وي.

د قطعیت د نشتوالي اصل چې د لومړي ځل لپاره په ۱۹۲۷ زکال کې د جرمني فزیک پوه ورنر هایزنبرګ له خوا معرفي شو، څرګندوي چې هر څومره ډېر چې د ذراتو موقعیت په کره توګه وټاکل شي، د هغو مومنټم (د حرکت کچه) په ډېر لږ دقت سره د هغو د لومړنیو شرایطو له مخې اټکل کېدای شي او همداسې په برعکس ډول. [۲][۳][۴][۵][۶]

له تاریخي پلوه د قطعیت د نشتوالي اصل فزیک ته له اړوند بل اثر سره چې مشاهده کوونکی اثر (observer effect) ورته ویل کېده په تېروتنې سره یو شان ګڼل کېده، هغه اثر چې څرګندوي د ځانګړو سیسټمونو اندازه ګیري پر سیسټم باندې له کوم اغېز پرته، یعنې په سیسټم کې د تغیر راوړو پرته نه شي ترسره کېدای. هایزنبرګ په کوانټمي سطح کې دغه مشاهده کوونکی اثر د کوانټمي قطعیت د نشتوالي یوه فزیکي «توضیح» وبلله. له دغه مهال څخه وروسته څرګنده شوه چې د ذاتي قطعیت د نشتوالي اصل په ټولو څپه ئیزو سیسټمونو کې شته، همدارنګه په کوانټمي میخانیک کې د ټولو کوانټمي اجرامو د مادې د موجي ماهیت له امله رامنځته کېږي. په دې سره د قطعیت د نشتوالي اصل په اصل کې د کوانټمي سیسټمونو یوه اساسي ځانګړنه بیانوي او د فعلي ټکنالوژۍ د مشاهده کېدونکې بریا څرګندويي نه کوي. په واقعیت کې د قطعیت د نشتوالي اصل د میخانیک د اساسي معادلاتو په لیکنه کې د ډیفرانشیل او انتګرال حسابونو د کارونې په ډول کې ریښه لري. باید ټینګار وکړو چې اندازه ګیري یوازې د داسې بهیر په معنی نه ده چې په هغو کې یو څارونکی فزیک پوه برخه اخلي، بلکې د کلاسیکو او کوانټمي اجسامو ترمنځ هر هغه ډول تعامل دی چې د کوم ناظر له توجه پرته ترسره کېږي. [۷][۸][۹][۱۰][۱۱][۱۲]

له دې امله چې د قطعیت د نشتوالي اصل د کوانټمي میخانیک یو له اساسي نتایجو څخه دی، د کوانټمي میخانیک معمولي ازموینې بیا په معمول ډول د هغو یو لړ اړخونه څرګندوي. ورته مهال یو شمېر ازموینې کېدای شي په قصدي بڼه د قطعیت د نشتوالي د اصل ځانګړی شکل د خپل څېړنیز پروګرام د برخې په توګه و ارزوي. د بېلګې په توګه په سوپرکانډکټور او کوانټمي اوپټیک کې د عدد – فاز د نه قطعیت اړیکې شاملېږي. د قطعیت د نشتوالي د اصل عملکرد ته په اړوندو اپلیکشنونو کې ډېر لږ اخلال لرونکې ټکنالوژي کارول کېږي هماغه ډول چې د جاذبوي موج په سنجونکو کې ورته اړتیا ده. [۱۳][۱۴][۱۵]

تاریخچه[سمول]

ورنر هایزنبرګ د قطعیت د نشتوالي اصل د کوپنهاګن د نیلز بور په انستیتیوت کې هغه مهال فورمول بندي کړ چې د کوانټمي میخانیک په ریاضیکي بنسټ یې کار کاوه. [۱۶]

په ۱۹۲۵ زکال کې د هندریک کرامز د مخکښو چارو په پیروۍ هایزنبرګ ماتریسي میخانیک ته وده ورکړه او په دې سره یې د زاړه کوانټم د اډهاک (لنډ مهالې) تیوري پر ځای د کوانټم معاصر میخانیک وکاروه. اصلي فرض پر دې و چې په کوانټمي سطح کې د کلاسیک حرکت مفهوم مناسب نه دی، ځکه چې د یو اتوم الکترونونه په کاملا مشخصو مدارونو کې حرکت نه کوي. پر ځای یې د هغو حرکت په عجیب ډول بلې لار ته هدایت کېږي: د فوریر بدلون (Fourier transform) په مهالیزه اړوندتیا کې یوازې هغه فریکونسۍ شاملېږي چې کېدلای شي په کوانټمي جمپ کې د هغو شعاع ولیدل شي.

د هایزنبرګ مقالې په هر مهال کې هېڅ نه مشاهده کېدونی کمیت لکه په یو مدار کې د الکترونونو دقیق موقعیت وه نه مانه؛ هغه یوازې تیوري وړاندې کوونکو ته اجازه ورکړه د فوریر جوړونکو د حرکت اړوند څرګندونې وکړي. له دې امله چې د فوریر بدلون اجزاوې په کلاسیکو فریکونسیو کې نه وې تعریف شوې، نه شو کېدلای له هغو څخه د پرتاب یا ویشتو د یو دقیق مسیر په برخه کې ګټنه وشي، په داسې توګه چې د هغو فورمول بندۍ نه شو کولای داسې دقیقو پوښتنو ته چې الکترون چېرې دی او یا هم په کومې چټکتیا درومي ځواب ورکړي.

د یو روایت له مخې: «د هایزنبرګ مقالې د اتومي مسائلو د حل لپاره له پخوانیو هڅو ورهاخوا یو راډیکال انحراف د لید وړ کمیتونو څخه په ګټنې وښود. نوموړي د ۱۹۲۵ زکال د جولای په ۹ مه په یوه لیک کې ولیکل 'زما دغه کوچنۍ هڅې د مداري مسیرونو د مفهوم د له منځه وړو او هغو ته د مناسب ځای نیونکي د موندنې په موخه وې هغه چې نه شو کېدلای ولیدل شي». [۱۷]

په واقعیت کې دا انشټین و چې د لومړي ځل لپاره یې دغه ستونزه په ۱۹۲۶ زکال کې د خپل لومړني واقعي بحث په ترڅ کې هایزنبرګ ته مطرح کړه. انشټین له هایزنبرګ سره له بلدېدو وروسته د ماتریس میخانیک اړوند د بحث کولو په موخه هایزنبرګ ته په خپل کور کې د میلمستیا بلنه ورکړه. لکه څرنګه چې خپله هایزنبرګ یې توضیح کوي: «کور ته پر لار، هغه له ما څخه زما د مخینې او سومرفیلډ سره زما د څېړنو پوښتنه وکړه. خو کور ته په رسېدو سره نوموړی یو په یو خپلې اصلي پوښتنې ته راغی چې د نوي کوانټمي میخانیک د فلسفي بنسټ ته اړونده وه. هغه ماته اشاره وکړه چې زما په ریاضکي توصیف کې د «الکتروني مسیر» مفهوم اصلا شتون نه درلود، خو په وریځ ډوله –ځای کې الکترون په مستقیم ډول د مشاهدې وړ ګرځي. د نوموړي په نظر دغه ادعا چې په یوه وریځ ډوله چاپېریال کې الکتروني مسیر شتون لري، خو د اتومونو دننه هېڅ مسیر شتون نه لري، بې معنا ښکارېده». البته، موږ [هایزنبرګ او بور] د دغو شرایطو اړونډ ګڼ شمېر بحثونه کړي و، ډېر ستونزمن بحثونه، ځکه چې موږ دا احساس کاوه چې د کوانټمي میخانیک ریاضیکي یا څپه ئیزه طرحه له وړاندې څخه وروستۍ شوې وه. دا تغیر منونکې نه وه او موږ باید خپلې ټولې محاسبې د هغو له مخې کړې وای. بل پلو هېڅوک هم نه پوهېده چې څه ډول په دغه طرحه کې یوه ساده مورد لکه د یو الکترون مسیر په وریځ ډوله ځای کې ښوول کېږي». [۱۸][۱۹]

د ۱۹۲۶ زکال په مارچ میاشت کې هایزنبرګ په بور انستیتیوت کې په کار کولو سره دې ته متوجه شو چې د ځای پرځای کېدو د خاصیت (commutativity) نشتوالی د نه قطعیت اصل تضمین کوي. دغه مفهوم د نه ځای پرځای کېدو اړوند واضح فزیکي تفسیر وړاندې کړ او لامل وګرځېد چې د کوانټم میخانیک اړوند د کوپنهاګن د تفسیر بنسټ جوړ کړي. هایزنبرګ څرګنده کړه چې د ځای پر ځای کېدو اړیکه د قطعیت د نشتوالي تضمین کوونکې او د بور په خبره بشپړونکې ده. [۲۰]

سرچينې[سمول]

  1. Sen, D. (2014). "The Uncertainty relations in quantum mechanics" (PDF). Current Science. 107 (2): 203–218. منځګړی |CitationClass= له پامه غورځول شوی (لارښود)
  2. Werner Heisenberg, Encounters with Einstein and Other Essays on People, Places and Particles, Published October 21st 1989 by Princeton University Press,p.53.
  3. M.Dolling, Lisa, et al., editors. The Tests of Time: Readings in the Development of Physical Theory. Princeton University Press, 2003, p. 412. https://doi.org/10.2307/j.ctvcm4h07.
  4. Kumar, Manjit. Quantum: Einstein, Bohr, and the great debate about the nature of reality / Manjit Kumar.—1st American ed., 2008. Chap.10,Note 37.
  5. Heisenberg, W. (1927), "Über den anschaulichen Inhalt der quantentheoretischen Kinematik und Mechanik", Zeitschrift für Physik (په جرمني ), 43 (3–4): 172–198, Bibcode:1927ZPhy...43..172H, doi:10.1007/BF01397280, S2CID 122763326. منځګړی |CitationClass= له پامه غورځول شوی (لارښود). Annotated pre-publication proof sheet of Über den anschaulichen Inhalt der quantentheoretischen Kinematik und Mechanik, March 21, 1927.
  6. Weyl, H. (1928), Gruppentheorie und Quantenmechanik, Leipzig: Hirzel منځګړی |CitationClass= له پامه غورځول شوی (لارښود)
  7. Furuta, Aya (2012), "One Thing Is Certain: Heisenberg's Uncertainty Principle Is Not Dead", Scientific American منځګړی |CitationClass= له پامه غورځول شوی (لارښود)
  8. Ozawa, Masanao (2003), "Universally valid reformulation of the Heisenberg uncertainty principle on noise and disturbance in measurement", Physical Review A, 67 (4): 42105, arXiv:quant-ph/0207121, Bibcode:2003PhRvA..67d2105O, doi:10.1103/PhysRevA.67.042105, S2CID 42012188 منځګړی |CitationClass= له پامه غورځول شوی (لارښود)
  9. Werner Heisenberg, The Physical Principles of the Quantum Theory, p. 20
  10. Rozema, L. A.; Darabi, A.; Mahler, D. H.; Hayat, A.; Soudagar, Y.; Steinberg, A. M. (2012). "Violation of Heisenberg's Measurement–Disturbance Relationship by Weak Measurements". Physical Review Letters. 109 (10): 100404. arXiv:1208.0034v2. Bibcode:2012PhRvL.109j0404R. doi:10.1103/PhysRevLett.109.100404. PMID 23005268. S2CID 37576344. منځګړی |CitationClass= له پامه غورځول شوی (لارښود)
  11. Indian Institute of Technology Madras, Professor V. Balakrishnan, Lecture 1 – Introduction to Quantum Physics; Heisenberg's uncertainty principle, National Programme of Technology Enhanced Learning پر يوټيوب باندې
  12. Indian Institute of Technology Madras, Professor V. Balakrishnan, Lecture 1 – Introduction to Quantum Physics; Heisenberg's uncertainty principle, National Programme of Technology Enhanced Learning پر يوټيوب باندې
  13. Elion, W. J.; Matters, M.; Geigenmüller, U.; Mooij, J. E. (1994), "Direct demonstration of Heisenberg's uncertainty principle in a superconductor", Nature, 371 (6498): 594–595, Bibcode:1994Natur.371..594E, doi:10.1038/371594a0, S2CID 4240085 منځګړی |CitationClass= له پامه غورځول شوی (لارښود)
  14. Smithey, D. T.; M. Beck, J. Cooper, M. G. Raymer; Cooper, J.; Raymer, M. G. (1993), "Measurement of number–phase uncertainty relations of optical fields", Phys. Rev. A, 48 (4): 3159–3167, Bibcode:1993PhRvA..48.3159S, doi:10.1103/PhysRevA.48.3159, PMID 9909968 منځګړی |CitationClass= له پامه غورځول شوی (لارښود)ساتنه CS1: څو نومونه: ليکوالانو نوملړ (link)
  15. Caves, Carlton (1981), "Quantum-mechanical noise in an interferometer", Phys. Rev. D, 23 (8): 1693–1708, Bibcode:1981PhRvD..23.1693C, doi:10.1103/PhysRevD.23.1693 منځګړی |CitationClass= له پامه غورځول شوی (لارښود)
  16. "Heisenberg / Uncertainty online exhibit". American Institute of Physics, Center for History of Physics. لاسرسي‌نېټه ۱۶ اکتوبر ۲۰۱۹. منځګړی |CitationClass= له پامه غورځول شوی (لارښود)
  17. Michael Eckert, "Werner Heisenberg: controversial scientist", Physics World, December 2001. http://physicsweb.org/articles/world/14/12/8/1
  18. Werner Heisenberg, "Encounters with Einstein and Other Essays on People, Places, and Particles", Princeton University Press, p.113, 1983.
  19. Werner Heisenberg, "Encounters with Einstein and Other Essays on People, Places, and Particles", Princeton University Press, p.28, 1983.
  20. Bohr, Niels; Noll, Waldemar (1958), "Atomic Physics and Human Knowledge", American Journal of Physics, New York: Wiley, 26 (8): 38, Bibcode:1958AmJPh..26..596B, doi:10.1119/1.1934707 منځګړی |CitationClass= له پامه غورځول شوی (لارښود)