ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರ

ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರ#

ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರವು ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದ ಒಂದು ಶಾಖೆಯಾಗಿದ್ದು, ವಸ್ತುಗಳ ಚಲನೆ ಮತ್ತು ಈ ಚಲನೆಯನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುವ ಬಲಗಳೊಂದಿಗೆ ವ್ಯವಹರಿಸುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು ಎರಡು ಮುಖ್ಯ ಉಪಕ್ಷೇತ್ರಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಲಾಗಿದೆ: ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರ ಮತ್ತು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರ. ನ್ಯೂಟನ್ನ ಚಲನಾ ನಿಯಮಗಳನ್ನು ಆಧರಿಸಿದ ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರವು, ಸೂಪರ್ಗಾಲಿಕ ವಸ್ತುಗಳ ಚಲನೆಯನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ - ಪ್ರಕ್ಷೇಪಕಗಳಿಂದ ಹಿಡಿದು ಯಂತ್ರೋಪಕರಣಗಳ ಭಾಗಗಳವರೆಗೆ, ಹಾಗೂ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ನೌಕೆಗಳು, ಗ್ರಹಗಳು, ನಕ್ಷತ್ರಗಳು ಮತ್ತು ನಕ್ಷತ್ರಪುಂಜಗಳಂತಹ ಖಗೋಳ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಂತೆ. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರವು, ಮತ್ತೊಂದೆಡೆ, ಪರಮಾಣುಗಳು ಮತ್ತು ಕಣಗಳಂತಹ ಅತಿ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಮಾಪದಲ್ಲಿನ ವಿದ್ಯಮಾನಗಳೊಂದಿಗೆ ವ್ಯವಹರಿಸುತ್ತದೆ. ಒಟ್ಟಾರೆಯಾಗಿ, ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರವು ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದ ಅಧ್ಯಯನಕ್ಕೆ ಮೂಲಭೂತವಾಗಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಇದು ಭೌತಿಕ ಪ್ರಪಂಚದ ಬಗೆಗಿನ ನಮ್ಮ ಬಹುತೇಕ ತಿಳುವಳಿಕೆಗೆ ಆಧಾರವಾಗಿದೆ.

ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರ#

ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರ, ಇದನ್ನು ನ್ಯೂಟೋನಿಯನ್ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರ ಎಂದೂ ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ, ಇದು ಬಲಗಳ ಪ್ರಭಾವದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಸೂಪರ್ಗಾಲಿಕ ವಸ್ತುಗಳ ಚಲನೆಯೊಂದಿಗೆ ವ್ಯವಹರಿಸುವ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದ ಒಂದು ಶಾಖೆಯಾಗಿದೆ. ಇದು 17ನೇ ಶತಮಾನದಲ್ಲಿ ಸರ್ ಐಸಾಕ್ ನ್ಯೂಟನ್ ಅವರು ಮೊದಲು ರೂಪಿಸಿದ ಚಲನಾ ನಿಯಮಗಳನ್ನು ಆಧರಿಸಿದೆ. ಗ್ರಹಗಳು, ಕಾರುಗಳು, ಪ್ರಕ್ಷೇಪಕಗಳು ಮತ್ತು ಪರಮಾಣುಗಳು ಮತ್ತು ಅಣುಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ದೊಡ್ಡದಾಗಿರುವ ಇತರ ವಸ್ತುಗಳ ಚಲನೆಯನ್ನು ವಿವರಿಸಲು ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರವನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರವನ್ನು ಮೂರು ಮುಖ್ಯ ಭಾಗಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಬಹುದು: ಚಲನಶಾಸ್ತ್ರ, ಬಲವಿಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ಸ್ಥಿತಿವಿಜ್ಞಾನ.

1. ಚಲನಶಾಸ್ತ್ರ: ಇದು ಅದನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುವ ಬಲಗಳನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸದೆ ಚಲನೆಯ ಅಧ್ಯಯನವಾಗಿದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಒಂದು ಕಾರು ನೇರ ರಸ್ತೆಯಲ್ಲಿ 60 mph ನ ಸ್ಥಿರ ವೇಗದಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುತ್ತಿದ್ದರೆ, ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಕಾರು ಎಷ್ಟು ದೂರ ಪ್ರಯಾಣಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡಲು ಚಲನಶಾಸ್ತ್ರವನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು.

2. ಬಲವಿಜ್ಞಾನ: ಇದು ಚಲನೆ ಮತ್ತು ಅದನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುವ ಬಲಗಳ ಅಧ್ಯಯನವಾಗಿದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಒಂದು ಕಾರು ವಿಶ್ರಾಂತಿಯಿಂದ ವೇಗೋತ್ಕರ್ಷಗೊಳ್ಳುತ್ತಿದ್ದರೆ, ಕಾರಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು ನೀಡಿದರೆ, ಆ ವೇಗೋತ್ಕರ್ಷವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಅಗತ್ಯವಾದ ಬಲವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡಲು ಬಲವಿಜ್ಞಾನವನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು.

3. ಸ್ಥಿತಿವಿಜ್ಞಾನ: ಇದು ವಿಶ್ರಾಂತಿಯಲ್ಲಿರುವ ದೇಹಗಳ ಮೇಲಿನ ಬಲಗಳ ಅಧ್ಯಯನವಾಗಿದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಒಂದು ಪುಸ್ತಕವು ಮೇಜಿನ ಮೇಲೆ ವಿಶ್ರಾಂತಿ ಪಡೆಯುತ್ತಿದ್ದರೆ, ಪುಸ್ತಕವು ಮೇಜಿನ ಮೇಲೆ ಹೇರುವ ಬಲವನ್ನು (ಇದು ಪುಸ್ತಕದ ತೂಕಕ್ಕೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ) ಮತ್ತು ಮೇಜು ಪುಸ್ತಕದ ಮೇಲೆ ಹೇರುವ ಬಲವನ್ನು (ಇದು ಪುಸ್ತಕದ ತೂಕಕ್ಕೆ ಸಮಾನ ಮತ್ತು ವಿರುದ್ಧವಾಗಿರುತ್ತದೆ) ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡಲು ಸ್ಥಿತಿವಿಜ್ಞಾನವನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು.

ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರವು ಹಲವಾರು ಮೂಲಭೂತ ತತ್ವಗಳನ್ನು ಆಧರಿಸಿದೆ, ಅವುಗಳೆಂದರೆ:

1. ನ್ಯೂಟನ್ನ ಮೂರು ಚಲನಾ ನಿಯಮಗಳು: ಈ ನಿಯಮಗಳು ಬಲಗಳು ವಸ್ತುಗಳ ಚಲನೆಯನ್ನು ಹೇಗೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತವೆ. ಮೊದಲ ನಿಯಮ (ಜಡತ್ವದ ನಿಯಮ) ಒಂದು ವಸ್ತುವು ವಿಶ್ರಾಂತಿಯಲ್ಲಿದ್ದರೆ ವಿಶ್ರಾಂತಿಯಲ್ಲಿಯೇ ಇರುವ ಪ್ರವೃತ್ತಿ ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಚಲನೆಯಲ್ಲಿರುವ ವಸ್ತುವು ಚಲನೆಯಲ್ಲಿಯೇ ಇರುವ ಪ್ರವೃತ್ತಿ ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ, ಬಲವೊಂದರಿಂದ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸದ ಹೊರತು. ಎರಡನೇ ನಿಯಮವು ವಸ್ತುವಿನ ವೇಗೋತ್ಕರ್ಷವು ಅದರ ಮೇಲೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ನಿವ್ವಳ ಬಲಕ್ಕೆ ನೇರವಾಗಿ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅದರ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಗೆ ವಿಲೋಮ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಹೇಳುತ್ತದೆ. ಮೂರನೇ ನಿಯಮವು ಪ್ರತಿ ಕ್ರಿಯೆಗೆ ಸಮಾನ ಮತ್ತು ವಿರುದ್ಧ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಇರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಹೇಳುತ್ತದೆ.

2. ಶಕ್ತಿಯ ಸಂರಕ್ಷಣೆಯ ತತ್ವ: ಈ ತತ್ವವು ಒಂದು ಬಾಹ್ಯ ಬಲಗಳು ಅದರ ಮೇಲೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸದಿದ್ದರೆ, ಒಂದು ಪ್ರತ್ಯೇಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಒಟ್ಟು ಶಕ್ತಿಯು ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಹೇಳುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಒಂದು ಲೋಲಕವು ಹಿಂದಕ್ಕೆ ಮತ್ತು ಮುಂದಕ್ಕೆ ಊಗುತ್ತಿದ್ದರೆ, ಗಾಳಿಯ ಪ್ರತಿರೋಧ ಅಥವಾ ಘರ್ಷಣೆಯಿಂದಾಗಿ ಯಾವುದೇ ಶಕ್ತಿ ಕಳೆದುಹೋಗುವುದಿಲ್ಲ ಎಂದು ಭಾವಿಸಿದರೆ, ಲೋಲಕದ ಒಟ್ಟು ಶಕ್ತಿ (ಅದರ ಚಲನ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಸ್ಥಿತಿಜ ಶಕ್ತಿಯ ಮೊತ್ತ) ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

3. ಆವೇಗದ ಸಂರಕ್ಷಣೆಯ ತತ್ವ: ಈ ತತ್ವವು ಒಂದು ಬಾಹ್ಯ ಬಲಗಳು ಅದರ ಮೇಲೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸದಿದ್ದರೆ, ಒಂದು ಪ್ರತ್ಯೇಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಒಟ್ಟು ಆವೇಗವು ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಹೇಳುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಇಬ್ಬರು ಐಸ್ ಸ್ಕೇಟರ್ಗಳು ಪರಸ್ಪರರನ್ನು ತಳ್ಳಿ ಮತ್ತು ವಿರುದ್ಧ ದಿಕ್ಕುಗಳಲ್ಲಿ ಸರಿದರೆ, ಆ ಇಬ್ಬರು ಸ್ಕೇಟರ್ಗಳ ಒಟ್ಟು ಆವೇಗವು ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರವು ಒಂದು ನಿರ್ಣಾಯಕ ಸಿದ್ಧಾಂತವಾಗಿದೆ, ಅಂದರೆ ಒಂದು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ತಿಳಿದಿದ್ದರೆ ಅದರ ಭವಿಷ್ಯದ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ಊಹಿಸಬಹುದು. ಆದರೆ, ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರವು ಅತಿ ಸಣ್ಣ ಕಣಗಳ (ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳಂತಹ) ಮತ್ತು ಅತಿ ಹೆಚ್ಚು ವೇಗಗಳ (ಬೆಳಕಿನ ವೇಗಕ್ಕೆ ಹತ್ತಿರ) ವರ್ತನೆಯನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ವಿವರಿಸಲು ವಿಫಲವಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಸನ್ನಿವೇಶಗಳನ್ನು ಕ್ರಮವಾಗಿ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರ ಮತ್ತು ವಿಶೇಷ ಸಾಪೇಕ್ಷತೆಯಿಂದ ಉತ್ತಮವಾಗಿ ವಿವರಿಸಲಾಗಿದೆ.

ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರ#

ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರವು ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ಒಂದು ಮೂಲಭೂತ ಸಿದ್ಧಾಂತವಾಗಿದ್ದು, ಪರಮಾಣುಗಳು ಮತ್ತು ಉಪಪರಮಾಣು ಕಣಗಳ ಮಾಪದಲ್ಲಿ ಪ್ರಕೃತಿಯ ಭೌತಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ವಿವರಣೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ, ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕ್ಷೇತ್ರ ಸಿದ್ಧಾಂತ, ಕ್ವಾಂಟಮ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮಾಹಿತಿ ವಿಜ್ಞಾನ ಸೇರಿದಂತೆ ಎಲ್ಲಾ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದ ಅಡಿಪಾಯವಾಗಿದೆ.

“ಕ್ವಾಂಟಮ್” ಎಂಬ ಪದವು ಸ್ವತಃ ಯಾವುದೇ ಭೌತಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣದ ಸಾಧ್ಯವಿರುವ ಚಿಕ್ಕ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಘಟಕವನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಶಕ್ತಿ ಅಥವಾ ದ್ರವ್ಯದ. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರವು ದ್ರವ್ಯ ಮತ್ತು ಬೆಳಕು ಎರಡೂ ಕಣಗಳು ಮತ್ತು ತರಂಗಗಳ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ ಎಂಬ ತತ್ವವನ್ನು ಆಧರಿಸಿದೆ, ಈ ತತ್ವವನ್ನು ತರಂಗ-ಕಣ ದ್ವೈತತ್ವ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರದ ಪ್ರಮುಖ ತತ್ವಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು ಸೂಪರ್ಪೋಸಿಷನ್ ತತ್ವವಾಗಿದ್ದು, ಇದು ಒಂದು ಭೌತಿಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆ—ಪರಮಾಣುವಿನಲ್ಲಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ನಂತಹ—ಅದರ ಎಲ್ಲಾ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ, ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕವಾಗಿ ಸಾಧ್ಯವಿರುವ ಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ಭಾಗಶಃ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಹೇಳುತ್ತದೆ; ಆದರೆ ಅಳತೆ ಮಾಡಿದಾಗ ಅಥವಾ ಗಮನಿಸಿದಾಗ, ಅದು ಸಾಧ್ಯವಿರುವ ಸಂರಚನೆಗಳಲ್ಲಿ ಕೇವಲ ಒಂದಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾದ ಫಲಿತಾಂಶವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ.

ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಪರಮಾಣುವಿನಲ್ಲಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ನಂತಹ ಒಂದು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಣವು ಒಂದು ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಅಥವಾ ಇನ್ನೊಂದರಲ್ಲಿ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿಲ್ಲ, ಆದರೆ ಅದರ ಎಲ್ಲಾ ಸಾಧ್ಯವಿರುವ ಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿಯೇ ಇರುತ್ತದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ನ ಸ್ಥಾನವನ್ನು ಅಳೆಯಲು ನಾವು ಪ್ರಯತ್ನಿಸಿದಾಗ ಮಾತ್ರ ನಾವು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗೆ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸ್ಥಾನವನ್ನು ಹೊಂದಲು ಬಲಪಡಿಸುತ್ತೇವೆ.

ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ಇನ್ನೊಂದು ಮೂಲಭೂತ ತತ್ವವೆಂದರೆ ಅನಿಶ್ಚಿತತೆಯ ತತ್ವ, ಇದನ್ನು ವೆರ್ನರ್ ಹೈಸೆನ್ಬರ್ಗ್ ರೂಪಿಸಿದರು, ಇದು ಒಂದು ವಸ್ತುವಿನ ಸ್ಥಾನ ಮತ್ತು ವೇಗವನ್ನು ಎರಡನ್ನೂ ನಿಖರವಾಗಿ, ಒಂದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಅಳೆಯಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ ಎಂದು ಹೇಳುತ್ತದೆ. ಇವುಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ನಿಖರವಾಗಿ ತಿಳಿದರೆ, ಇನ್ನೊಂದನ್ನು ಕಡಿಮೆ ನಿಖರವಾಗಿ ತಿಳಿಯಬಹುದು. ಇದು ಒಂದು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಪ್ರಮಾಣಗಳನ್ನು ಅಳೆಯುವ ಸಂಶೋಧಕರ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ಮಿತಿಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಹೇಳಿಕೆಯಲ್ಲ, ಬದಲಿಗೆ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಸ್ವಭಾವದ ಬಗ್ಗೆ ಹೇಳಿಕೆಯಾಗಿದೆ.

ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಎಂಟ್ಯಾಂಗ್ಲ್ಮೆಂಟ್ (ಸಿಕ್ಕಿಬಿದ್ದಿಕೆ) ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರವು ಊಹಿಸುವ ಇನ್ನೊಂದು ವಿಚಿತ್ರ ಮತ್ತು ಮನೋಹರ ವಿದ್ಯಮಾನವಾಗಿದೆ. ಇದು ಬಹು ಕಣಗಳು ಪರಸ್ಪರ ಸಂಪರ್ಕ ಹೊಂದಿರುವ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಒಂದು ಕಣದ ಸ್ಥಿತಿಯು ಇನ್ನೊಂದು ಕಣದ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ತಕ್ಷಣವೇ ಸಂಪರ್ಕ ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ, ಅವು ಎಷ್ಟೇ ದೂರದಲ್ಲಿದ್ದರೂ ಸಹ.

ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಎರಡು ಎಂಟ್ಯಾಂಗಲ್ಡ್ ಕಣಗಳನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸಿ ಮತ್ತು ಒಂದನ್ನು ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡದ ಇನ್ನೊಂದು ಕಡೆಗೆ ಕಳುಹಿಸಿದರೆ, ಒಂದು ಕಣದ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಯು ತಕ್ಷಣವೇ ಇನ್ನೊಂದು ಕಣದ ಸ್ಥಿತಿಯ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ. ಈ “ದೂರದಲ್ಲಿ ಭಯಾನಕ ಕ್ರಿಯೆ” ಎಂಬ ಪದಗುಚ್ಛವನ್ನು ಐನ್ಸ್ಟೈನ್ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಎಂಟ್ಯಾಂಗ್ಲ್ಮೆಂಟ್ ಅನ್ನು ವಿವರಿಸಲು ಬಳಸಿದರು, ಮತ್ತು ಇದು ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಸಮುದಾಯದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಚರ್ಚೆ ಮತ್ತು ಪರೀಕ್ಷೆಯ ವಿಷಯವಾಗಿದೆ.

ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರವು ಪರಮಾಣುಗಳು ಮತ್ತು ಉಪಪರಮಾಣು ಕಣಗಳಂತಹ ಅತಿ ಸಣ್ಣ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳ ವರ್ತನೆಯನ್ನು ವಿವರಿಸುವಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಂತ ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿದೆ. ಆದರೆ, ಇದು ಅನೇಕ ವಿಚಿತ್ರ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಜ್ಞಾತ್ಮಕವಲ್ಲದ ಊಹೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಮತ್ತು ಇದು ಉಳಿದ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದೊಂದಿಗೆ ಹೇಗೆ ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಎಂಬುದರ ಬಗ್ಗೆ ಇನ್ನೂ ಅನೇಕ ತೆರೆದ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳಿವೆ. ಈ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳ ಹೊರತಾಗಿಯೂ, ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರವು ಲೇಸರ್ಗಳು, ಅರೆವಾಹಕಗಳು, ಕಾಂತೀಯ ಅನುರಣನ ಚಿತ್ರಣ ಮತ್ತು ವೈದ್ಯಕೀಯಕ್ಕಾಗಿ ಔಷಧಿಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸುವುದು ಸೇರಿದಂತೆ ವ್ಯಾಪಕ ಶ್ರೇಣಿಯ ಅನ್ವಯಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.

ಸಂಭವನೀಯ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರ#

ಸಂಭವನೀಯ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರವು ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದ ಒಂದು ಶಾಖೆಯಾಗಿದ್ದು, ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ ಕಣಗಳ ಜನಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಭೌತಿಕ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಲು ಸಂಭವನೀಯತಾ ಸಿದ್ಧಾಂತ ಮತ್ತು ಸಂಖ್ಯಾಶಾಸ್ತ್ರವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ. ಇದು ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಪರಮಾಣುಗಳು ಮತ್ತು ಅಣುಗಳ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ದೈನಂದಿನ ಜೀವನದಲ್ಲಿ ಗಮನಿಸಬಹುದಾದ ವಸ್ತುಗಳ ಸ್ಥೂಲ ಅಥವಾ ಬೃಹತ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಲು ಒಂದು ಚೌಕಟ್ಟನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಉಷ್ಣಗತಿಶಾಸ್ತ್ರವನ್ನು ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳ ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಮತ್ತು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಯಾಂತ್ರಿಕ ವರ್ತನೆಯ ಫಲಿತಾಂಶವಾಗಿ ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ.

ಸಂಭವನೀಯ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರವು ಮೂಲಭೂತ ಊಹೆಯನ್ನು ಆಧರಿಸಿದೆ, ಇದನ್ನು ಎರ್ಗೋಡಿಕ್ ಊಹೆ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಎಲ್ಲಾ ಪ್ರವೇಶಿಸಬಲ್ಲ ಸೂಕ್ಷ್ಮಸ್ಥಿತಿಗಳು ದೀರ್ಘಾವಧಿಯಲ್ಲಿ ಸಮಾನವಾಗಿ ಸಂಭವನೀಯವಾಗಿವೆ ಎಂದು ಹೇಳುತ್ತದೆ. ಒಂದು ಸೂಕ್ಷ್ಮಸ್ಥಿತಿಯು ಒಂದು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಸಂರಚನೆಯಾಗಿದ್ದು, ಅದರ ಉಷ್ಣ ಏರಿಳಿತಗಳ ಕೋರ್ಸ್ನಲ್ಲಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸಂಭವನೀಯತೆಯೊಂದಿಗೆ ಆಕ್ರಮಿಸಬಹುದು.

ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಅನಿಲ ಕಣಗಳ ಪೆಟ್ಟಿಗೆಯನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ. ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಸ್ಥೂಲಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಒಟ್ಟಾರೆ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಾದ ಒತ್ತಡ, ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಪರಿಮಾಣದಿಂದ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಬಹುದು. ಆದರೆ, ಸೂಕ್ಷ್ಮಸ್ಥಿತಿಯು ಪ್ರತಿ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಕಣದ ಸ್ಥಾನ ಮತ್ತು ವೇಗವನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ. ನಾವು ಪ್ರತಿ ಕಣವನ್ನು ಟ್ರ್ಯಾಕ್ ಮಾಡಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲದಿದ್ದರೂ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸೂಕ್ಷ್ಮಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿರುವ ಸಂಭವನೀಯತೆಯನ್ನು ನಾವು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡಬಹುದು.

ಸಂಭವನೀಯ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ಎರಡು ಮುಖ್ಯ ವಿಧಗಳಿವೆ: ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಸಂಭವನೀಯ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರ, ಇದು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ಗಣನೆಗೆ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುವುದಿಲ್ಲ, ಮತ್ತು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಂಭವನೀಯ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರ, ಇದು ಅವುಗಳನ್ನು ಗಣನೆಗೆ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.

ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಸಂಭವನೀಯ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರವನ್ನು ಆದರ್ಶ ಅನಿಲ ನಿಯಮವನ್ನು ಪಡೆಯಲು ಬಳಸಬಹುದು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ದೊಡ್ಡ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಅನಿಲ ಕಣಗಳು, ಅವುಗಳ ಸರಾಸರಿ ಚಲನ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಅವು ಆಕ್ರಮಿಸುವ ಪರಿಮಾಣವನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ, ನಾವು PV=nRT ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದು, ಇಲ್ಲಿ P ಒತ್ತಡ, V ಪರಿಮಾಣ, n ಮೋಲ್ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ, R ಅನಿಲ ಸ್ಥಿರಾಂಕ ಮತ್ತು T ತಾಪಮಾನ.

ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಂಭವನೀಯ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರವು, ಮತ್ತೊಂದೆಡೆ, ಅತಿ ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನಗಳು ಅಥವಾ ಅತಿ ಹೆಚ್ಚು ಸಾಂದ್ರತೆಗಳಲ್ಲಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳೊಂದಿಗೆ ವ್ಯವಹರಿಸಲು ಅಗತ್ಯವಾಗಿದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಪರಿಣಾಮಗಳು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗುತ್ತವೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಇದು ಅತಿವಾಹಕತೆ ಮತ್ತು ಅತಿಪ್ರವಾಹಶೀಲತೆಯಂತಹ ವಿದ್ಯಮಾನಗಳನ್ನು ವಿವರಿಸಬಹುದು, ಅಲ್ಲಿ ವಸ್ತುಗಳು ಕ್ರಮವಾಗಿ ಪ್ರತಿರೋಧವಿಲ್ಲದೆ ವಿದ್ಯುತ್ ವಾಹಕತೆ ನೀಡುತ್ತವೆ ಅಥವಾ ಘರ್ಷಣೆಯಿಲ್ಲದೆ ಹರಿಯುತ್ತವೆ.

ಮುಕ್ತಾಯವಾಗಿ, ಸಂಭವನೀಯ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರವು ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ಒಂದು ಶಕ್ತಿಶಾಲಿ ಸಾಧನವಾಗಿದ್ದು, ಇದು ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಕಣಗಳ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಜಗತ್ತು ಮತ್ತು ಬೃಹತ್ ವಸ್ತುಗಳ ಸ್ಥೂಲ ಜಗತ್ತಿನ ನಡುವಿನ ಅಂತರವನ್ನು ಸೇತುವೆ ಮಾಡಲು ನಮಗೆ ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ. ಅನಿಲಗಳ ವರ್ತನೆಯನ್ನು ವಿವರಿಸುವುದರಿಂದ ಹಿಡಿದು ಘನ ಮತ್ತು ದ್ರವಗಳ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಊಹಿಸುವವರೆಗೆ ಇದು ವ್ಯಾಪಕ-ಶ್ರೇಣಿಯ ಅನ್ವಯಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.