المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11580 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
غزوة الحديبية والهدنة بين النبي وقريش
2024-11-01
بعد الحديبية افتروا على النبي « صلى الله عليه وآله » أنه سحر
2024-11-01
المستغفرون بالاسحار
2024-11-01
المرابطة في انتظار الفرج
2024-11-01
النضوج الجنسي للماشية sexual maturity
2024-11-01
المخرجون من ديارهم في سبيل الله
2024-11-01


Quantum Mechanics of a Single Bit  
  
1834   05:11 مساءً   date: 27-3-2021
Author : Thomas Banks
Book or Source : Quantum Mechanics
Page and Part : 20


Read More
Date: 25-3-2021 2118
Date: 15-11-2020 1653
Date: 23-3-2021 2134

Quantum Mechanics of a Single Bit

We will begin our discussion of QM with the simplest possible system, one which has only two states, corresponding classically to a single Yes/No question. As we will see, the molecule of ammonia, NH3 can be approximated by such a system, in a certain energy regime. We will see that all the machinery of QM, the mathematics of linear algebra, can be introduced in a purely classical discussion of this system, as if we were computer scientists, discussing a single bit. Quantities which a classical physicist/logician would think of as measurable can be modeled as diagonal matrices, while classical operations which change the state of the system are off diagonal matrices. A general classical probability distribution is a diagonal matrix, and the usual formula for the expectation value of a quantity is written as a trace of the product of the matrix for the quantity with that for the distribution. This trace formula immediately generalizes to all matrices, even if they are not diagonal. For those matrices which are diagonal in some orthonormal basis, the trace can be interpreted as a probability distribution for that matrix to take on one of its eigenvalues.
This discussion will show that QM is, in a certain sense, inevitable. That is, for any system, even one that we think of classically, we can introduce quantum variables, which have uncertainty even when we have completely fixed the values of the classical variables.
The choice of which variables are definite corresponds, for a two state system, to a choice of basis in a two-dimensional vector space. From the point of view of linear algebra, this choice seems arbitrary. The difference between classical and quantum mechanics is in the nature of their equations of motion. Classical mechanics has initial conditions which can all be definite at the same time, while in more general quantum mechanical systems, only some of the initial variables are compatible with each other. The collective coordinates of macroscopic quantum systems do not obey classical mechanics, but they do, up to fantastically small corrections of size < e−1020 , obey a classical stochastic theory, in which the uncertainties are very small (of order 10−10 or smaller). These mathematical facts about the quantum theory are sufficient to explain why our intuitions about the logic of the world are incorrect.
The present author is among those who believe that we will never find a consistent interpretation of the facts of the quantum world, which admits the concept of an underlying reality with exact probabilities for histories. This is not a settled question, and we will try to avoid injecting our prejudices into most of this text.




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.