چرا لویی دوبروی نظریه انقلابی خود در مکانیک کوانتومی را کنار گذاشت؟

به گزارش خبرنگار علم و فناوری رابو، فیزیکدان فرانسوی لوئیس دوبروث نظریه موجی خود را مبنی بر هدایت ذرات کوانتومی توسط موج ارائه کرد. اگرچه این نظریه بعدها به دلیل پیچیدگی و انتزاع آن کنار گذاشته شد، اما این مفهوم توسط دیوید بوهم احیا شد و همچنان موضوع تحقیقات و بحث های علمی باقی مانده است.

صدمین سالگرد کشف ماهیت موجی الکترون ها

هفته گذشته صدمین سالگرد ارائه پایان نامه دکتری فیزیکدان فرانسوی لویی دوبرو برگزار شد. این تز که جایزه نوبل را برای او به ارمغان آورد، به دلیل کشف ماهیت موجی الکترون ها به یکی از ارکان مکانیک کوانتومی تبدیل شد. این کشف همچنین منجر به توسعه نظریه معروف «موج» شد که چارچوبی جایگزین برای درک جهان کوانتومی ارائه کرد. با این حال دوبرو بعداً این نظریه را رد کرد. چرا آن را ترک کرد؟

چالش‌های تفسیر کپنهاگ

مکانیک کوانتومی، نظریه ای که ماده را در مقیاس بسیار کوچکی مانند اتم ها و الکترون ها توصیف می کند، در اوایل قرن بیستم ظهور کرد. اگرچه انقلابی است اما پر از دروغ است. یکی از جذاب ترین جنبه های آن، ماهیت دوگانه ذرات کوانتومی است که بسته به نوع نگاه شما به آن، می توانند به صورت موج یا ذره رفتار کنند.

تفسیر کپنهاگ که در آغاز قرن بیستم توسعه یافت، به این نتیجه رسید که جهان کوانتومی را نمی توان با مفاهیم فیزیک کلاسیک تحلیل کرد. این ایده با مخالفت هایی روبرو شد و بسیاری از دانشمندان، از جمله آلبرت انیشتین، به دنبال درک علت و مکانیستی از رفتارهای عجیب کوانتومی بودند.

دوبروی همچنین یکی از منتقدان تفسیر کپنهاگ بود و در سال 1927 نظریه موج هدایت شده خود را ارائه کرد. طبق این مدل، ماده از ذراتی تشکیل شده است که حرکت آنها توسط یک «موج کوانتومی» هدایت می شود و بدین ترتیب رفتار موجی ذرات توضیح داده می شود.

افول و احیای نظریه موج هدایت شده

چند سال پس از این کشف، دوبرو نظریه خود را رها کرد. دلایل مختلفی برای این تصمیم وجود داشت، اما دو ویژگی نظریه موج آن را زیر سوال برد.

اول، این نظریه پیشنهاد می‌کند که حرکت یک ذره می‌تواند به حرکت ذره دیگر بستگی داشته باشد، حتی اگر فاصله آن‌ها طبق نظریه نسبیت اینشتین از هر گونه تأثیری جلوگیری کند.

دوم، موج هدایت شده معنای فیزیکی خاصی نداشت. برخلاف امواج معمولی، مانند امواج اقیانوس یا امواج الکترومغناطیسی، موج هدایت شده در فضای فیزیکی سه بعدی ما وجود ندارد، بلکه در فضای ریاضی با ابعاد بالا وجود دارد که توضیح آن را دشوار می کند.

این ویژگی ها برای دوبروی بسیار ناپسند بود و او آشکارا نظریه خود را در نوشته های بعدی خود رد کرد. هدف او توسعه رویکرد متفاوتی به نام “نظریه راه حل دودویی” بود که در آن موجی کمتر انتزاعی و قابل درک تر در فضای آشنای ما پدیدار می شود. اما پیچیدگی ریاضی این روش بسیار بالا بود. دوبروی تمام زندگی خود را روی این پروژه کار کرد، اگرچه توجه محدودی از سوی سایر فیزیکدانان به او جلب شد.

سوالات مداوم و تحقیقات جاری

کار دوبروی تأثیر زیادی بر جامعه علمی گذاشت. فیزیکدان آمریکایی دیوید بوم به طور مستقل نظریه تابش را در سال 1952 کشف کرد. بوهم و بسیاری از محققان بعدی به جای رد این مدل به عنوان عجیب و غریب، سعی کردند آن را معنا کنند. پرسش در مورد محتوا و تفسیر این نظریه هنوز موضوع بحث علمی است.

علاوه بر این، نظریه راه‌حل‌های دوتایی که دوبروی روی آن کار می‌کرد، به‌طور کامل کنار گذاشته نشد. برخی از فیزیکدانان مدرن هنوز روی توسعه آن کار می کنند. این رویکرد ممکن است روزی به ما کمک کند تا دنیای کوچک را بهتر درک کنیم و تأثیر کمتری بر حساسیت های کلاسیک داشته باشیم.

انتهای پیام/