ม้าและฝุ่นของมัน

ม้าและฝุ่นของมัน

สำหรับนักฟิสิกส์ การทำความเข้าใจพฤติกรรมของอิเล็กตรอนตัวเดียวที่ลอยอยู่ในอวกาศนั้นเป็นเรื่องง่าย แต่อิเล็กตรอนส่วนใหญ่ในชีวิตประจำวันไม่ได้เต้นไปมาอย่างอิสระ นำลวดทองแดงมาม้วนเป็นม้วน เหมือนกับลวดที่นำไฟฟ้าผ่านอาคารต่างๆ ประกอบด้วยอิเล็กตรอนประมาณเท่าที่มีดาวฤกษ์ในจักรวาลที่สังเกตได้ จนถึงปี ค.ศ. 1920 นักฟิสิกส์คิดว่าอิเล็กตรอนแต่ละตัวนั้นเป็นพินบอลที่มีประจุขนาดเล็ก อิเล็กตรอนที่มีประจุลบจะขับไล่อิเล็กตรอนของพวกมันและดึงดูดนิวเคลียสของทองแดงที่มีประจุบวกขณะที่พวกมันเด้งไปมาภายในเส้นลวด

การแนะนำทฤษฎีควอนตัมเปิดเผยว่าภาพที่ซับซ้อนอยู่

แล้วนี้ง่ายเกินไป ในปี 1924 Louis-Victor de Broglie ได้ตั้งทฤษฎีว่าสสารสามารถทำหน้าที่เป็นทั้งอนุภาคและคลื่น ในฐานะที่เป็นคลื่น อิเล็กตรอนสามารถเข้าไปยุ่งเกี่ยวกับเรื่องอื่นได้ จากนั้นในปี ค.ศ. 1927 แวร์เนอร์ ไฮเซนเบิร์กได้เสนอหลักการความไม่แน่นอนของเขาว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะระบุตำแหน่งของอนุภาคและความเร็วในช่วงเวลาที่กำหนด

ทันใดนั้นอิเล็กตรอนเหล่านั้นในเส้นลวดเปลี่ยนจากพินบอลเป็นอนุภาคที่คลุมเครือ เอนทิตีคลื่นบางส่วนที่ไม่มีตำแหน่งหรือความเร็วที่แน่นอน และสามารถมีอิทธิพลต่อกันและกันด้วยประจุลบซึ่งกันและกันอย่างละเอียด Cundiff กล่าวว่าการทำความเข้าใจกับอิเล็กตรอนเหล่านั้นสองสามตัว นับแต่ล้านล้านล้านล้านเท่านั้น “กลายเป็นปัญหาที่ยากจะแก้ไขได้อย่างรวดเร็ว” ในหนังสือA Guide to Feynman Diagrams in the Many-Body Problem ฉบับปี 1992 นักฟิสิกส์ Richard Mattuck เปรียบเทียบภาวะที่กลืนไม่เข้าคายไม่ออกกับการพยายามอธิบายม้าที่ควบม้าและเม็ดฝุ่นทั้งหมดที่มันเตะขึ้น

เรื่องราวต่อด้านล่างอินโฟกราฟิก

กำลังเดินทาง

เช่นเดียวกับที่ม้าควบเตะดิน อนุภาคก็รบกวนสภาพแวดล้อมขณะเดินทางผ่านวัตถุ เพื่อลดความซับซ้อนของปฏิสัมพันธ์ นักฟิสิกส์ได้รวมอนุภาคและเพื่อนบ้านที่ถูกรบกวนเข้าด้วยกันเป็นเอนทิตีเดียว นั่นคือ quasiparticle 

ที่มา: Richard D. Mattuck คำแนะนำเกี่ยวกับแผนภาพ Feynman ในปัญหาต่างๆ ในร่างกาย สิ่งพิมพ์โดเวอร์ 1992

ในช่วงปลายทศวรรษ 1930 นักฟิสิกส์ชาวโซเวียต Lev Landau เพิ่งได้รับการปล่อยตัวจากเรือนจำเนื่องจากมีความคิดเห็นต่อต้านพวกสตาลิน ได้พบวิธีที่จะทำให้ปัญหาง่ายขึ้น แทนที่จะพยายามสรุปปฏิสัมพันธ์ที่ซับซ้อนของแต่ละอนุภาคกับเพื่อนบ้าน นักฟิสิกส์สามารถรวมอนุภาคและการโต้ตอบของอนุภาคดังกล่าวเป็นอนุภาคควอซิพิเคิลเดียว กล่าวอีกนัยหนึ่ง แทนที่จะพยายามอธิบายม้าและอธิบายผลกระทบทั้งหมดที่มีต่อสิ่งแวดล้อม Landau เสนอสูตรของ quasihorse: เอนทิตีเดียวที่รวมม้าและเมฆฝุ่นที่มาพร้อมกัน

“มันเป็นความคิดที่ยอดเยี่ยมของ Landau” McKenzie กล่าว “มันใช้งานได้ดีอย่างน่าอัศจรรย์”

credit : travel-irie-jamaica.com stephysweetbakes.com goodnewsbaptisttexas.com doubleplusgreen.comfivehens.com wherewordsdailycomealive.com fivefingersshoesvibram.com icandependonme-sharronjamison.com debatecombat.com acknexturk.com