हाइजेनबर्ग अनिश्चितता सिद्धांत को समझना

हाइजेनबर्ग का अनिश्चितता सिद्धांत, के कोनेस्टोन में से एक है क्वांटम भौतिकी, लेकिन यह अक्सर उन लोगों द्वारा गहराई से नहीं समझा जाता है जिन्होंने इसे ध्यान से अध्ययन नहीं किया है। जबकि यह है, जैसा कि नाम से पता चलता है, के सबसे बुनियादी स्तरों पर अनिश्चितता के एक निश्चित स्तर को परिभाषित करता है प्रकृति ही, यह अनिश्चितता बहुत विवश तरीके से प्रकट होती है, इसलिए यह हमारे दैनिक में हमें प्रभावित नहीं करती है रहता है। केवल सावधानीपूर्वक निर्मित प्रयोग इस सिद्धांत को काम पर प्रकट कर सकते हैं।

1927 में, जर्मन भौतिक विज्ञानी वर्नर हाइजेनबर्ग ने आगे बताया कि इसे किस नाम से जाना जाता है हाइजेनबर्ग अनिश्चितता सिद्धांत (या केवल अनिश्चितता का सिद्धांत या, कभी-कभी, हाइजेनबर्ग सिद्धांत). क्वांटम भौतिकी के एक सहज मॉडल का निर्माण करने का प्रयास करते हुए, हाइजेनबर्ग ने कहा था कि वहाँ कुछ मूलभूत रिश्ते थे, जो इस बात की सीमाएं तय करते थे कि हम कितनी अच्छी तरह कुछ जान सकते हैं मात्रा। विशेष रूप से, सिद्धांत के सबसे सीधे आवेदन में:

जितना अधिक आप एक कण की स्थिति को जानते हैं, उतने ही सटीक रूप से आप एक ही कण की गति को जान सकते हैं।

हाइजेनबर्ग का अनिश्चितता सिद्धांत एक क्वांटम प्रणाली की प्रकृति के बारे में बहुत सटीक गणितीय कथन है। भौतिक और गणितीय शब्दों में, यह सटीक की डिग्री को बाधित करता है जिसे हम कभी भी सिस्टम के बारे में बात कर सकते हैं। निम्नलिखित दो समीकरण (यह आलेख के शीर्ष पर ग्राफ़िक में, प्रेटियर रूप में भी दिखाया गया है), हाइजेनबर्ग अनिश्चितता रिश्ते कहा जाता है, अनिश्चितता से संबंधित सबसे आम समीकरण हैं सिद्धांत:

समीकरण 1: डेल्टा- एक्स * डेल्टा- पी के लिए आनुपातिक है ज-पट्टी
समीकरण 2: डेल्टा- इ * डेल्टा- टी के लिए आनुपातिक है ज-पट्टी

उपरोक्त समीकरणों के प्रतीकों के निम्नलिखित अर्थ हैं:

• ज-बार: जिसे "घटाया गया प्लांक स्थिरांक" कहा जाता है, इसमें प्लैंक के स्थिर का मान 2 * पाई से विभाजित होता है।
• delta-एक्स: यह एक वस्तु की स्थिति में अनिश्चितता है (किसी दिए गए कण का कहना है)।
• delta-पी: यह किसी वस्तु की गति में अनिश्चितता है।
• delta-इ: यह किसी वस्तु की ऊर्जा में अनिश्चितता है।
• delta-टी: यह किसी वस्तु के समय मापन में अनिश्चितता है।

इन समीकरणों से, हम अपने माप के साथ परिशुद्धता के संगत स्तर के आधार पर सिस्टम की माप अनिश्चितता के कुछ भौतिक गुणों को बता सकते हैं। यदि इनमें से किसी भी माप में अनिश्चितता बहुत कम हो जाती है, जो एक अत्यंत सटीक होने से मेल खाती है माप, तो ये संबंध हमें बताते हैं कि संबंधित अनिश्चितता को बनाए रखना होगा, बनाए रखने के लिए समानता।

दूसरे शब्दों में, हम एक साथ एक सटीक स्तर तक प्रत्येक समीकरण के भीतर दोनों गुणों को माप नहीं सकते हैं। जितना अधिक सटीक रूप से हम स्थिति को मापते हैं, उतना ही कम हम एक साथ गति (और इसके विपरीत) को मापने में सक्षम होते हैं। जितना अधिक सटीक रूप से हम समय को मापते हैं, उतना ही कम हम एक साथ ऊर्जा (और इसके विपरीत) को मापने में सक्षम होते हैं।

हालांकि उपरोक्त बहुत अजीब लग सकता है, वास्तव में जिस तरह से हम वास्तविक (अर्थात, शास्त्रीय) दुनिया में कार्य कर सकते हैं, उसके लिए एक अच्छा पत्राचार है। मान लीजिए कि हम एक ट्रैक पर एक रेस कार देख रहे थे और हमें यह रिकॉर्ड करना चाहिए था कि यह एक फिनिश लाइन को पार कर जाए। हमें न केवल उस समय को मापने की आवश्यकता है जो यह फिनिश लाइन को पार करता है, बल्कि सटीक गति भी है जिस पर वह ऐसा करता है। हम एक स्टॉपवॉच पर एक बटन दबाकर गति को मापते हैं जब हम देखते हैं कि यह फिनिश लाइन को पार करता है और हम गति को मापते हैं डिजिटल रीड-आउट देखना (जो कार को देखने के अनुरूप नहीं है, इसलिए इसे पूरा करने के बाद आपको अपना सिर मोड़ना होगा लाइन)। इस शास्त्रीय मामले में, स्पष्ट रूप से इस बारे में अनिश्चितता की कुछ डिग्री है, क्योंकि ये क्रियाएं कुछ भौतिक समय लेती हैं। हम कार को फिनिश लाइन को छूते हुए देखेंगे, स्टॉपवॉच बटन को धक्का देंगे, और डिजिटल डिस्प्ले को देखेंगे। सिस्टम की भौतिक प्रकृति इस बात पर एक निश्चित सीमा लगाती है कि यह सब कितना सटीक हो सकता है। यदि आप गति को देखने की कोशिश करने पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं, तो आप फिनिश लाइन के पार सटीक समय को मापते समय, और इसके विपरीत थोड़ा दूर हो सकते हैं।

क्वांटम भौतिक व्यवहार को प्रदर्शित करने के लिए शास्त्रीय उदाहरणों का उपयोग करने के अधिकांश प्रयासों के साथ, वहाँ हैं इस समानता के साथ दोष है, लेकिन यह क्वांटम में काम पर भौतिक वास्तविकता से कुछ हद तक संबंधित है दायरे। अनिश्चितता के संबंध तरंगों की तरह क्वांटम पैमाने पर वस्तुओं के व्यवहार से निकलते हैं, और तथ्य यह है कि एक लहर की भौतिक स्थिति को ठीक से मापना बहुत मुश्किल है, यहां तक ​​कि शास्त्रीय में भी मामलों।

अनिश्चितता के सिद्धांत के साथ भ्रमित होना बहुत आम बात है प्रेक्षक प्रभाव क्वांटम भौतिकी में, इस तरह के रूप में जो प्रकट होता है श्रोडिंगर की बिल्ली सोचा प्रयोग। ये वास्तव में क्वांटम भौतिकी के भीतर दो पूरी तरह से अलग मुद्दे हैं, हालांकि दोनों हमारी शास्त्रीय सोच पर कर लगाते हैं। अनिश्चितता सिद्धांत वास्तव में सटीक बयान देने की क्षमता पर एक बुनियादी बाधा है एक क्वांटम प्रणाली के व्यवहार के बारे में, अवलोकन करने या न करने के हमारे वास्तविक कार्य की परवाह किए बिना। दूसरी ओर, प्रेक्षक प्रभाव का तात्पर्य यह है कि यदि हम एक निश्चित प्रकार का अवलोकन करते हैं, तो सिस्टम स्वयं ही उस अवलोकन के बिना भिन्न व्यवहार करेगा।

क्वांटम भौतिकी की नींव में इसकी केंद्रीय भूमिका के कारण, क्वांटम क्षेत्र का पता लगाने वाली अधिकांश पुस्तकें सफलता के विभिन्न स्तरों के साथ अनिश्चितता सिद्धांत की व्याख्या प्रदान करेंगी। यहाँ इस विनम्र लेखक की राय में कुछ किताबें हैं जो इसे सबसे अच्छा करती हैं। दो पूरी तरह से क्वांटम भौतिकी पर सामान्य पुस्तकें हैं, जबकि अन्य दो वैज्ञानिक के रूप में ज्यादा जीवनी हैं, वर्नर हाइजेनबर्ग के जीवन और काम में वास्तविक अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं:

• क्वांटम यांत्रिकी की अद्भुत कहानी जेम्स काकलियोज द्वारा
• क्वांटम यूनिवर्स ब्रायन कॉक्स और जेफ Forshaw द्वारा
• बियॉन्ड अनसांकेटी: हाइजेनबर्ग, क्वांटम फिजिक्स और द बम बाय डेविड सी। कासिडी
• अनिश्चितता: आइंस्टीन, हाइजेनबर्ग, बोह्र, और डेविड लिंडले द्वारा विज्ञान की आत्मा के लिए संघर्ष