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2024-04-29
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什么是量子物理学专业
什么是量子物理学？简而言之，是物理学解释了一切的工作原理：我们对构成物质的粒子的性质以及它们相互作用的力的最好描述。
量子物理学是原子如何工作的基础，以及化学和生物学为何如此运作。您，我和门柱–至少在某种程度上，我们都在跳舞。如果要解释电子如何在计算机芯片中移动，光子如何在太阳能电池板上转换为电流或在激光中放大自身，甚至只是太阳如何持续燃烧，都需要使用量子物理学。
困难（对于物理学家来说就是乐趣）从这里开始。首先，没有单一的量子理论。量子力学是支撑一切的基本数学框架，它最初由Niels Bohr，Werner Heisenberg，ErwinSchrödinger等人于1920年代开发。它描绘了简单的事物，例如单个粒子或少数几个粒子的位置或动量如何随时间变化。
但是要了解事物在现实世界中的工作原理，必须喊猜将量子力学与物理学的其他元素结合在一起-主要是阿尔伯特·爱因斯坦的相对论，它解释了事物在非常快速的运动中会发生什么-以创建所谓的量子场论。 。
三种不同的量子场论涉及物质相互作用的四个基本力中的三个：电磁学，它解释原子如何保持在一起；强大的核力，这说明了原子核心核的稳定性；以及弱的核力，这解释了为什么某些原子会发生放射性衰变。
在过去的大约五十年中，这三种理论已经在一个摇摇欲坠的联盟中集合在一起，被称为粒子物理学的“标准模型”。对于该模型与胶带稍微保持在一起的所有印象，这是有史以来设计的最精确的物质基本工作测试图。它的最高荣耀是在2023年发现希格斯玻色子时发现的。希格斯玻色子赋予所有其他基本粒子以质量，该粒子的存在是根据早在1964年的量子场论预测的。
传统的量子场理论在描述高能粒子粉碎机（例如欧洲核子研究组织的大型强子对撞机）的实验结果时效果很好，在该机中发现了希格斯，并以最小的尺度探测了物质。但是，如果您想了解事物在许多不那么神秘的情况下是如何工作的（例如，电子如何通过或不通过固体材料移动，从而使该材料成为金属，绝缘体或半导体），则情况会变得更加复杂。
在这些拥挤的环境中，数十亿亿次的交互需要开发“有效的现场理论”，以掩盖一些棘手的细节。构造此类理论的困难在于，为何仍未解决固态物理学中的许多重要问题-例如，为什么在低温下某些材料是允许电流通过而没有电阻的超导体，以及为什么我们不能在室温下使用此技巧。
但是，在所有这些实际问题中都隐藏着巨大的量子奥秘。从基本的层面上兆禅讲，量子物理学会预测关于物质如何运作的非常奇怪的事情，这与现实世界中事物的运作情况完全不一致。量子粒子的行为类似于位于单个位置的粒子。或者它们可以像波浪一样行动，分布在整个空间或一次分布在多个地方。它们的显示方式似乎取决于我们选择如何对其进行度量，并且在我们对其进行度量之前，它们似乎根本没有确定的属性，这使我们对基本现实的本质产生了根本的难题。
这种模糊性导致明显的悖论，例如薛定ding的猫，在这种悖论中，由于不确定的量子过程，猫被同时杀死并存活。但这还不是全部。量子粒子似乎也能够瞬间相互影响，即使它们彼此远离。这种真正的竹节现象被称为纠缠，或者用爱因斯坦（量子理论的伟大批评者）创造的一句话，称为“远距离的诡异动作”。这样的量子能力对我们来说是完全陌生的，但却是诸如超安全量子密码学和超强大量子计算等新兴技术的基础。
但至于一切意味着什么，没人知道。有人认为我们必须接受量子物理学以无法发现与更大的“经典”世界中的经验相吻合的术语来解释物质世界。其他人则认为必须有一些尚待发现的更好，更直观的理论。
在这一切中，房间里有几只大象。首先，自然界的第四种基本力到目前为止，量子理论还无法解释。重力仍然是爱因斯坦广义相对论的领域，而广义相对论是一种甚至不涉及粒子的坚决非量子论。数十年族渗尘来，人们为将重力置于量子保护伞之下，并在一种“万物理论”中解释所有基本物理原理而付出了巨大努力。
同时，宇宙学的测量表明，宇宙中超过95％的物质是由暗物质和暗能量组成的，在标准模型中我们目前尚无关于它们的解释，以及诸如量子物理学在宇宙的凌乱工作中的作用程度之类的难题。生活仍然无法解释。世界在某种程度上是量子的-但是量子物理学是否是关于世界的硬道理仍是一个悬而未决的问题。
什么是量子物理学研究
量子物理学是物理学家普朗克提出来的，因为高速运动的物体和微观条拆模件的物体，经典物理学已经不再适合，所以量旅歼缓子物理学就是研改烂究这些物体的。
什么是量子理论?
量子力学（Quantum Mechanics），为物理学理论，是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支，主要研究原子、绝帆分子、凝聚态物质，以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论。它并或雹与相对论一起构成现代物理学团拿的理论基础。量子力学不仅是现代物理学的基础理论之一，而且在化学等学科和许多近代技术中得到广泛应用。
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