თანამედროვე ფიზიკის განმარტება

ეველინ მეიტი მარინი
ინდუსტრიული ინჟინერი, მაგისტრი ფიზიკაში და EdD

თანამედროვე ფიზიკა არის კვლევის სფერო, რომელიც განვითარდა მე-20 საუკუნიდან, დაწყებული კვანტური ფიზიკიდან ფარდობითობამდე. ზოგადად, ორი ფუნდამენტური კატეგორიაა სხვადასხვა მასშტაბის ობიექტების ქცევის გასაგებად, იქნება ეს ელემენტარული ნაწილაკები თუ გალაქტიკები. მთლიანი. ანალოგიურად, თანამედროვე ფიზიკა პასუხისმგებელია ახალი ნაწილაკების შესწავლასა და აღმოჩენაზე. სუბატომიური, ისევე როგორც მისი ურთიერთობა სხვა სამეცნიერო სფეროებთან, როგორიცაა მოლეკულური ბიოლოგია და თანამედროვე ტექნოლოგიები.

თანამედროვე ფიზიკის მნიშვნელობა მდგომარეობს იმაში, რომ მას შეუძლია ახსნას მრავალი ბუნებრივი მოვლენა, რომელიც ადრე გაუშიფრავი იყო კლასიკური ფიზიკის საშუალებით. მაგალითად, კვანტურმა მექანიკამ განზოგადებულ ფარდობითობასთან ერთად შესაძლებელი გახადა კვანტური ეფექტების ახსნა, სივრცის შეკუმშვა, დროის გაფართოება ან სინათლის სიჩქარესთან მიახლოებული სიჩქარით წარმოქმნილი ეფექტები. ანალოგიურად, მთავარი განსხვავება კლასიკურ თეორიულ ფიზიკასა და თანამედროვე ფიზიკას შორის არის ის, რომ ეს უკანასკნელი ადგენს უფრო მეტ კომპლექსურია მოდელებში ან ინტერპრეტაციებში და აქვს ექსპერიმენტების პროგნოზირების უფრო დიდი შესაძლებლობა, უფრო დიდი მრავალფეროვნების გათვალისწინებით პირობები.

კვანტური ფიზიკის გაჩენასთან ერთად განვითარდა დიდი ტექნოლოგიური მიღწევები, მაგალითად, ელექტრონიკის სფეროში ტრანზისტორიდან და სხვა კომპონენტებიდან.

ამჟამად, არსებობს მრავალი კვლევა იმ ფუნდამენტურ თვისებებზე, რომლებიც მართავენ ფიზიკის ზოგიერთ ყველაზე რთულ ასპექტს. თანამედროვე, აუცილებელი ინოვაციური აღჭურვილობისა და მოწინავე ტექნოლოგიების ქონა (როგორიცაა ამაჩქარებლები ნაწილაკები). მიღებული შედეგები შეიძლება გამოყენებულ იქნას უფრო ეფექტური მოწყობილობების შესაქმნელად, რომლებიც აუმჯობესებენ ცხოვრების ხარისხს, ასევე სამყაროს უკეთ გაგებას.

იგი გულისხმობს კვლევის სფეროს, რომელიც მოიცავს მე-19 საუკუნის ბოლოდან დღემდე და დაკავშირებულია ფიზიკური სამყაროს ფუნდამენტური კანონების კვლევა და გააზრება, ასევე მათი პრაქტიკული გამოყენება ტექნოლოგიაში თანამედროვე. ამ მიზეზით, ის გახდა გასაღები იმ ძირითადი პრინციპების გასაგებად, რომლებიც მიღწეულია მრავალი უახლესი სამეცნიერო მიღწევების, მათ შორის ბირთვული ენერგიის, ციფრული კომპიუტერებისა და ნანოტექნოლოგიის მიღმა.

ბირთვული წყაროებიდან ელექტროენერგიის წარმოება შესაძლებელი გახდა ენერგეტიკულ სფეროში თანამედროვე ფიზიკის წვლილის წყალობით.

არსებობს მრავალი ტექნოლოგიური დარგი, განსაკუთრებით თანამედროვე ფიზიკასთან დაკავშირებული, რომლებიც შემუშავებულია კვლევების გაგრძელების და ხელმისაწვდომი ტექნოლოგიების გაუმჯობესებასთან ერთად. ამრიგად, მეცნიერების სფეროებს შორის, რომლებიც ისარგებლეს, შესაძლებელია გამოვყოთ მასალები და მექანიკური ინჟინერია, ბიომექანიკა, გამოთვლები, პროცესები სამკურნალო ლაბორატორიებში, სატრანსპორტო და სამშენებლო სისტემები, მათ შორის სხვები.

Ფარდობითობის თეორია

ალბერტ აინშტაინის მიერ 1905 წელს ჩატარებული ნაშრომი აღნიშნავს მეცნიერული წინსვლის ოფიციალურ დასაწყისს იმისკენ, რასაც ჩვენ ამჟამად ვიცნობთ, როგორც "თანამედროვე ფიზიკას". მათი კონცეპტუალური სიღრმეები საშუალებას აძლევდა მკვლევარებს, წარმოედგინათ ისეთი რთული პროცესები, როგორიცაა ბირთვული ენერგია, გრავიტაციული ტალღები და შავი ხვრელებიც კი კოსმოლოგიის გლობალურ კონტექსტში თანამედროვე.

ალბერტ აინშტაინი (1879 - 1955) ითვლება თანამედროვე ფიზიკის ერთ-ერთ ყველაზე გამორჩეულ მეცნიერად.

ფარდობითობის თეორია არის ცნებების, განტოლებებისა და სამეცნიერო საფუძვლების ერთობლიობა, რომელიც შემოთავაზებულია აინშტაინის მიერ თავის ნაშრომში. მოძებნეთ მათემატიკური შეუთავსებლობა კლასიკურ ფიზიკას შორის ნიუტონის მექანიკის სფეროში და ელექტრომაგნიტიზმი. ეს საფუძვლები განვითარებულია ორ თეორიაში:

სპეციალური ან შეზღუდული ფარდობითობა: იგი შემოთავაზებულია 1905 წელს და ხსნის სხეულების მოძრაობას გარეშე გრავიტაციული ძალების არსებობა ბრტყელ დროში და სივრცის სისტემაში მითითების ჩარჩოებში ინერციული. ეს საშუალებას აძლევდა ნიუტონის მექანიკის კონსოლიდირებას მაქსველის ელექტრომაგნიტურ თეორიასთან.

ფარდობითობის ზოგადი თეორია: იგი პოსტულირებული იყო 1915 წელს და ეხება საცნობარო სისტემებისა და გრავიტაციის ცნებებს. ამბობენ, რომ ზოგადია, რადგან ის ავრცელებს ფარდობითობის სპეციალური პრინციპს და აცხადებს, რომ სივრცე-დროის გეომეტრია იცვლება მატერიის არსებობით.

სამწუხაროდ, თანამედროვე ფიზიკის ყველა აღმოჩენა არ იქნა გამოყენებული ტექნოლოგიებსა და მიღწევებზე კაცობრიობის სასარგებლოდ. ფარდობითობის თეორიის მიერ დასმული პრინციპების გაგებამ წარმოშვა ატომური ბომბი.

Კვანტური მექანიკა

ეს არის ფიზიკის ფილიალი, რომელიც სწავლობს მატერიის ქცევას ატომის დონეზე, მის ნაწილაკებსა და მის ენერგიაზე. მისი ერთ-ერთი წინამორბედი იყო ლუი დე ბროლი, ფიზიკური ობიექტების ტალღური და ნაწილაკების ბუნების აღმოჩენით, დაახლოებით 1925 წელს. ფიზიკის ამ სფეროდან ასევე აღმოჩენილია კვანტური ეფექტები, რომლებიც დაკავშირებულია ნაწილაკების სიჩქარისა და პოზიციის ზუსტად და ერთდროულად განსაზღვრის შეუძლებლობასთან.

ერთ-ერთი ყველაზე ცნობილი სააზროვნო ექსპერიმენტი კვანტურ მექანიკაში არის შრედინგერის კატაზე, რომელიც მარტივი სიტყვებით ამტკიცებს, რომ სანამ ყუთში არ ჩავხედავთ, კატის სუპერპოზიცია იმყოფება ცოცხალ მდგომარეობასა და მკვდარი.