درباره ژئوفیزیک کوآنتوم

ژئوفیزیک کوانتومی

ژئوفیزیک کوانتومی و نسبیت خاص و انقلاب بزرگ فیزیک در قرن بیست و یکم هستند. اهمیت این دو تنها در بوجود آوردن دستگاه های نظری جدید و توضیح پدیده های جدید نیست بلکه ناشی از آن است که نشان دادند بنیادی ترین مفاهیمی که صدها سال انها را بنیادی و بدیهی می پنداشتیم صحیح نیستند و به کلی نحوه نگاه ما را به جهان و مفاهیم بنیادی آن مثل فضا، زمان، و علیٌت تغییر دادند. این تغییرات آن چنان بنیادی و عمیق بوده اند که حوزه های دیگر علم و معرفت و حتی هنر را نیز تحت تاثیر قرار دادند. ژئوفیزیک  کوانتومی تعمیم ژئوفیزیک  نیوتنی به ابعاد اتمی و کوچک تر از آن است. ژئوفیزیک  نسبیتی نیز تعمیم ژئوفیزیک  نیوتنی به سرعت های خیلی بالاست. بنابراین سوال خیلی طبیعی این است که تعمیم ژئوفیزیک  نیوتنی به ابعاد خیلی ریز و سرعت های خیلی زیاد کدام است؟ اگر ژئوفیزیک  کوانتومی به همین شکلی که تا کنون دریافته ایم با نسبیت خاص سازگار باشد، آنگاه همین ژئوفیزیک کوانتومی آن چیزی استکه در جستجویشهستیم. اما بوضوح می توان فهمید که چنین نیست.

برای درک این ناسازگاری، معادله شرودینگربرای یک ذره را در نظر می گیریم. این معادله به وضوح تحت تبدیلات لورنتز ناوردا نیست زیرا مشتق زمانی با درجه یک و مشتقات مکانی با درجه دو در آن وارد شده اند. چنانچه نسبیت خاص صحیح باشد که آزمایشهای متعدد در مقیاس های اتمی و زیر اتمی نشان می دهند می بایست این معادله را به عنوان حد غیر نسبیتی یک معادله صحیح نسبیتی در نظر گرفت. سوال این است که آن معادله صحیح کدام است؟ هدف این درس این است که این معادله را پیدا کند و خواصآن را بررسی کند. انچه که خواهیم یافت ژئوفیزیک کوانتومی نسبیتی نام دارد. این جستجوی طولانی که از نخستین سالهای پیدایش ژئوفیزیک  کوانتومی آغاز شد و خیلی زود به کشف معادله صحیح نسبیتی ای که می بایست جایگزین معادله شرودینگر شد، انجامید بسیار پر ثمر بوده چرا که خیلی زود معلوم شد یک تلفیق صحیح ژئوفیزیک  کوانتومی و نسبیتی ناگزیر به ابداع چیزی می انجامد که آن را نظریه میدان کوانتومی می خوانیم. داستان مختصر این کشفیات موضوع این فصل و فصل های آینده را تشکیل می دهد.

• < قبلی
• بعدی >