من المستحيل معرفة سرعة جسيم ومكانه في الوقت نفسه بدقة
هذا صحيح تمامًا، وهو مبدأ أساسي في ميكانيكا الكم يُعرف بمبدأ عدم اليقين لهايزنبرج.
يشرح هذا المبدأ أنه كلما زادت دقة قياسنا لموقع جسيم ما، قلت دقة قياسنا لسرعته (أو كمية حركته) والعكس صحيح. بمعنى آخر، لا يمكننا تحديد موقع وسرعة جسيم بشكل دقيق في نفس الوقت.
لماذا؟
طبيعة القياس: عندما نحاول قياس موقع جسيم، فإننا نستخدم فوتونات الضوء للتفاعل معه. ولكن، تفاعل الفوتون مع الجسيم يؤثر على حركة الجسيم وسرعته، مما يجعل قياس السرعة أقل دقة.
طبيعة الجسيمات دون الذرية: الجسيمات دون الذرية مثل الإلكترونات لها طبيعة مزدوجة، فهي تتصرف كموجات وجسيمات في نفس الوقت. وعندما نحاول تحديد موقعها بدقة، فإننا نحد من سلوكها الموجي، وبالتالي نزيد من عدم اليقين بشأن سرعتها.
من المستحيل معرفة سرعة جسيم ومكانه في الوقت نفسه بدقة؟
الإجابة الصحيحة هي
مبدأ هايزنبرج
أمثلة على تطبيقات مبدأ عدم اليقين:
المجهر الإلكتروني: يستخدم الإلكترونات لرؤية الأشياء الصغيرة جدًا. ولكن، نظرًا لمبدأ عدم اليقين، فإن التفاعل بين الإلكترونات والعينة يؤدي إلى تشويش الصورة.
الذرات: تحديد موقع إلكترون في ذرة بدقة يؤدي إلى عدم اليقين بشأن طاقته، والعكس صحي