אנו מסבירים מהי מכניקת קוונטים ומחקריה בהקשר זה. כמו כן, ממה מורכבת מכניקה רלטיביסטית?
מהי מכניקת הקוונטים?
מכניקת קוונטים לענף שלגוּפָנִי עכשווי המוקדש לחקר עצמים וכוחות בקנה מידה מרחבי קטן מאוד, כלומר של חומר ברמתאָטוֹם ושל החלקיקים המרכיבים אותו, כמו גם התנועות המאפיינות אותם.
מכניקת הקוונטים היא העדכנית ביותר מבין ענפי הפיזיקה, שפותחה במהלך המאה ה-20 לצדתורת היחסות, למרות שרוב הניסוחים שלו הם לאחר 1920. שני תחומי ההבנה הללו של העוֹלָם הם עמודי התווך של הפיזיקה המודרנית, למרות שהם אינם מתחילים מעקרונות משותפים ועדיין נדרשת תיאוריה מאחדת (או "תיאוריה של הכל") כדי ליישב ביניהם.
נקודת המוצא של מכניקת הקוונטים היא מחקריו של לואי דה ברולי הצרפתי, אשר ניסח את החוק המכתיב הן תנועה גופית (גוף) והן תנועת גל (גל) של חלקיקים תת-אטומיים. זה גרם לכך שמשמעת זו הייתה ידועה בתחילה בשםמכניקת גלים.
עם זאת, זה לא היה אפשרי ללא הפיתוחים הקודמים של מקס פלאנק, שהניח שאור (קרינה אלקטרומגנטית) נספג ונפלט על ידיחוֹמֶר מהרב (של אנגליתקוונטי) של אור (היום נקראפוטונים) לפי הקבוע של פלאנק. זו הייתה ההתפתחות הקוונטית הראשונה בהיסטוריה, שהדגימה את האפשרות של דואליות גל-חלקיקי.
יישומי הפיתוח של תחום זה לא רק חוללו מהפכה בפיזיקה, אלא גם את כִּימִיָה ולאזורים סמוכים אחרים. מכלול התנסויות מדעיות זה אפשר לחקור את האטום, את החלקיקים המרכיבים אותו (אלקטרונים, קווארקים וגלואונים) ואת כל החלקיקים היסודיים בכלל. כמו כן, מכניקת הקוונטים אפשרה התפתחות טכנולוגית רחבה מאוד.
מכניקה רלטיביסטית
מכניקה יחסיות היא ענף הפיזיקה הנשלט על ידי תורת היחסות שנוסחה על ידי אלברט איינשטיין בתחילת המאה ה-20. הוא מבוסס על שני פרסומים מרכזיים: תורת היחסות הפרטית ותורת היחסות הכללית. תיאוריות אלו הניחו את הפתרון לחוסר ההתאמה המסורתי שקיים בין התיאוריות של אייזק ניוטון (מכניקה קלאסית או ניוטונית) ואלו של ג'יימס קלרק מקסוול (אלקטרומגנטיות).
תורת היחסות המיוחדת עוסקת בתנועת גופים בהיעדרכוחות הכבידה, שעבורם היה צורך לנסח מחדש חוקי תנועה מסוימים. בתורת היחסות הכללית, לעומת זאת, המוקד העיקרי של רפלקציה תיאורטית היה עצם הרעיון שלכוח משיכה, מחליף את זה שנוסח על ידי ניוטון לפני מאות שנים ומאפשר גישה לא אינרציאלית (ללא התייחסות אוניברסלית) למערכות פיזיקליות.
זה מתמצה בהנחה פשוטה: מיקומה של תופעה פיזיקלית בזמן ובמרחב תלוי בראש ובראשונה בתנועה שהמתבונן בה מציג. המשמעות היא שהאורך, הזמן ומשתנים אחרים שנחשבו עד אז לאוניברסליים ומוחלטים, פשוט לא היו, ולכן יכולים להשתנות בהתאם לתנאים שבהם הם נצפים.
אין לבלבל בין תיאוריית הפיזיקה הזו לבין האפשרות לפרש תופעה ממספר נקודות מבט אמיתיות, ואין לה שום קשר לניסוחים לגבי אמת או היסטוריה. גם אין זה נכון שהתיאוריה הזו היא "רק השערה". זהו הסבר הנתמך בראיות ניסיוניות.