Wat is Quantum Chaos?

Quantum chaos, een niet-technische term, is wetenschappelijk steno dat verwijst naar het gebruik van de chaostheorie om kwantumsystemen te verklaren.Chaos -theorie kan de onregelmatigheden verklaren die optreden in alle dynamische systemen van de macro tot het microniveau.Die onregelmatigheden omvatten een bobble in de revolutie van een satelliet rond een planeet of de onvoorspelde positie van een elektron op atoomniveau.Kwantumsystemen zijn die systemen die op moleculair niveau werken.Quantum Chaos neemt samen die definities samen en probeert rekening te houden met onregelmatigheden in moleculaire systemen.

Lange tijd wisten wetenschappers niet zeker of Quantum Chaos bestond.Atomen vertoonden de neiging voor voorspelbare wavelike -energiepatronen van energie.Objecten op moleculair niveau leken geen extreme gevoeligheid voor de initiële omstandigheden, de traditionele definitie van fysieke chaos.Zelfs sommige problemen die wel naar voren kwamen, kunnen worden verklaard door de perturbatietheorie, die kleine afwijkingen mogelijk maakt in een systeem dat grotendeels regelmatig gedrag vertoont dat kan worden verklaard door de klassieke fysica.

Zoals sommige fysici van de 20e eeuw ontdekten, maar niet alle gebeurtenissenOp moleculair niveau kan het optreden worden verklaard of voorspeld via klassieke kwantummodellen.Volgens die modellen zouden gebeurtenissen zoals deeltjesbeweging van de ene plaats naar de volgende, exponentieel groeiende hoeveelheden energie vereisen die onmogelijk zouden zijn te genereren.Omdat is waargenomen dat deeltjes bewegen zonder die energieniveaus te produceren, moesten wetenschappers echter een andere manier bedenken om het fenomeen te verklaren.

Een manier waarop wetenschappers uitlegden, was door onderzoek naar het Rydberg -atoom.Rydberg -atomen zijn zeer energieke atomen die chaotisch gedrag vertonen dat kan worden verklaard door klassieke fysica.Studie van deze atomen heeft aangetoond dat systemen waarbij kwantumchaos betrokken is, sterk gecorreleerde energieniveaus hebben.De energieniveaus van de deeltjes zijn niet willekeurig verdeeld zoals in klassieke moleculen.De gebeurtenissen van het ene subsysteem zijn onlosmakelijk verbonden met de gebeurtenissen van een ander subsysteem.Als gevolg hiervan kan een energiespectrum worden gebruikt om ten minste gedeeltelijk het gedrag van deze deeltjes te verklaren.

Een andere methode was om te kijken naar situaties waarin de klassieke fysica in staat was om onregelmatigheden in grote systemen te verklaren.De mechanica achter de wiebelen in de baan van de maan rond de aarde vanwege de zwaartekracht van de zon werd gebruikt om een statistische meting te creëren die hielp bij het verklaren en voorspellen van het gedrag van lage-energie-deeltjes.Hoewel klassieke modellen in de natuurkunde het gedrag van deze chaotische moleculaire systemen niet adequaat kunnen verklaren, is het interessant dat Quantum Chaos die modellen gebruikt als een startpunt om nieuwe modellen te maken om deze systemen verder te begrijpen.