الکترودینامیک کوانتومی چیست و چه کاربردی دارد؟
3477288#13
با شروع از سال ۱۹۲۷، پژوهشگران اقدام به تلاش‌هایی جهت به‌کاربردن مکانیک کوانتومی در مورد میدان‌ها به جای ذرات نمودند که به نظریه‌های میدان‌های کوانتومی منتهی سد. نخستین تلاشگران در این زمینه پل دیراک، ولفگانگ پاولی، ویکتور وایسکاپف و پاسکوال جردن بودند. این ناحیه پژوهشی زمینه را برای شکل‌کیری فرمول‌بندی الکترودینامیک کوانتومی توسط ریچارد فاینمن، سین‌ایترو تومونوجا، فریمن دایسون و جولیان شوینگر در خلال دهه ۱۹۴۰ فراهم نمود. الکترودینامیک کوانتومی نظریه‌ای کوانتومی برای الکترون‌ها، پوزیترون‌ها و میدان الکترومغنناطیسی است و به عنوان مدلی برای نظریه‌های میدان‌های کوانتومی پیامد آن هستند.
تاریخ مکانیک کوانتومی
10728#0
الکترودینامیک کوانتومی یا QED مخفف ساده‌ترین نظریهٔ میدان کوانتومی است که در طبیعت یافت می‌شود و برای توضیح نیروی الکترومغناطیس به کار می‌رود. این نظریه یک نظریه پیمانه‌ای آبلی و گروه پیمانهٔ آن اصطلاحاً (U(۱ است. در این نظریه میدان پیمانه formula_1با فرمیون دیراک formula_2 جفت می‌شود. کنش آن به صورت زیر است:
الکترودینامیک کوانتومی
21588#10
توصیف مکانیک کوانتومی از رفتار سامانه‌های فیزیکی اهمیت زیادی دارد، و بسیاری از شاخه‌های دیگر فیزیک و شیمی از مکانیک کوانتومی در چهارچوب نقش خود استفاده می‌کنند. از جملهٔ این شاخه‌ها باید اشاره کرد به فیزیک مادهٔ چگال، فیزیک حالت جامد، فیزیک اتمی، فیزیک مولکولی، شیمی محاسباتی، شیمی کوانتومی، فیزیک ذرات بنیادی، فیزیک هسته‌ای. مکانیک کوانتومی علاوه بر اینکه دنیای ذرات بسیار ریز را توصیف می‌کند، برای توضیح برخی از پدیده‌های بزرگ‌مقیاس (ماکروسکوپیک) مانند ابررسانایی و ابرشارگی هم کاربرد دارد. همچنین، کاربردهای وسیعی در حوزه فناوری‌های کاربردی بر مفاهیم و دستاوردهای مکانیک کوانتومی استوارند.
مکانیک کوانتومی
116634#2
الکترودینامیک کوانتومی (QED) یک میدان الکترون و یک میدان فوتون دارد؛ کرومودینامیک کوانتومی (QCD) به ازای هر نوع کوارک یک میدان دارد و در ماده چگال یک میدان جابجایی اتمی وجود دارد که باعث پیدایش ذرات فونون می‌شود. ادوارد ویتن نظریه میدان‌های کوانتومی را با اختلاف زیادی دشوارترین نظریه در فیزیک نوین می‌داند.
نظریه میدان‌های کوانتومی
5213945#4
مکانیک کوانتومی تصادفی می‌تواند در زمینه الکترودینامیک نیز اعمال شود و الکترودینامیک تصادفی (SED) نامیده می‌شود. SED تفاوت زیادی با الکترودینامیک کوانتومی (QED) دارد اما با این وجود قادر است برخی از اثرات خلاء الکترودینامیکی را در یک چارچوب کاملاً کلاسیک حساب کند. در الکترودینامیک کلاسیک فرض بر این است که در صورت عدم وجود هیچ منبعی، هیچ زمینه ای نیز وجود ندارد، در حالی که در SED فرض می‌شود که به دلیل انرژی نقطه صفر، همیشه یک میدان کلاسیکی به‌طور دائم در نوسان وجود دارد. تا زمانی که این زمینه در معادلات ماکسول صدق کند، هیچگونه مغایرت قبلی با این فرض وجود ندارد. از زمانی که Trevor W. Marshall این ایده را مطرح کرد است، به شکل قابل توجهی مورد توجه گروه کوچک اما فعالی از محققان قرار گرفته‌است.
مکانیک کوانتومی تصادفی
3478040#5
این اختلاف خاص یک اثر تک حلقه در الکترودینامیک کوانتومی است و می‌توان آن را به صورت تاثیر فوتون‌های مجازی منتشرشده یا جذب‌شده توسط اتم، تعبیر نمود. در الکترودینامیک کوانتومی میدان الکترومغناطیسی کوانتایی است و مانند  نوسانگر هماهنگ در مکانیک کوانتومی، پایین‌ترین حالت آن صفر نیست. بنابراین نوسانات نقطه صفر کوچکی وجود دارند که باعث می‌شوند الکترون حرکات نوسانی سریعی انجام دهد. الکترون آغشته می‌شود و شعاع نیز از "r" به "r + δr" تغییر می‌کند.
جابه‌جایی لمب
202358#0
شیمی کوانتومی رشته‌ای از شیمی است که تمرکز اولیه آن بر روی کاربرد مکانیک کوانتومی در مدل‌های فیزیکی و آزمایش‌های سیستم‌های شیمیایی می‌باشد. در اواخر قرن ۱۷ میلادی، نیوتن قوانین مکانیک کلاسیک برای حرکت اجسام ماکروسکوپی را کشف کرد. در اوایل قرن بیستم میلادی فیزیکدانان دریافتند که حرکت ذرات کوچک مثل هستهٔ اتم‌ها و الکترون‌ها را نمی‌توان با قوانین مکانیک کلاسیک توجیه کرد و از این رو توجیه حرکت این ذرات با مجموعه‌ای از قوانین به نام مکانیک کوانتومی انجام پذیرفت. شیمی کوانتومی قوانین مکانیک کوانتومی را در مسایل مربوط به شیمی مورد استفاده قرار می‌دهد. تأثیرات شیمی کوانتومی در تمامی زیرشاخه‌های شیمی محسوس است. البته لازم به ذکر است رشته‌ای به نام «شیمی کوانتم» به شکل مستقل وجود ندارد ودرحقیقت این عنوان،یک گرایش رسمی درگروه شیمی نیست بلکه یک مبحث از رشته اصلی «فیزیک کوانتمی» می‌باشد.
شیمی کوانتومی
5823282#3
انتظار می‌رود رایانه‌های کوانتومی تعدادی کاربرد مهم در زمینه‌های محاسباتی مانند بهینه‌سازی و یادگیری ماشین داشته باشند. آنها شاید بیشتر به دلیل توانایی مورد انتظار خود در انجام " الگوریتم شور " شناخته شوند، که می‌تواند برای فاکتورگیری اعداد بزرگ مورد استفاده قرار گیرد و یک فرایند مهم در تأمین امنیت انتقال داده‌ها است.
فناوری کوانتومی
31333#23
اینشتین در کار دیگر خود و بر خلاف الکترومغناطیس کلاسیک، اثر فوتوالکتریک را با این فرض که نور انتشار کوانتومی دارد توضیح داد (فوتون). پل دیراک در سال ۱۹۲۷ میلادی مکانیک کوانتوم را با تئوری نسبیتی الکترومغناطیس ادغام کرد. پس از آن در دههٔ ۱۹۴۰ ریچارد فاینمن، فریمن دایسون، جولیان شوینگر و سین‌ایترو تومونوجا این تئوری را کامل کردند. این تئوری امروز با نام الکترودینامیک کوانتومی شناخته می‌شود (الکترومغناطیس بازبینی‌شده). الکترودینامیک کوانتومی و مکانیک کوانتوم پایهٔ تئوری برخی رفتارهای الکترومغناطیسی مانند تونل‌زنی کوانتومی هستند، به این معنی که درصدی از ذرات باردار الکتریکی در مسیری حرکت می‌کنند که در تئوری الکترومغناطیس کلاسیک غیرممکن است، این رفتار برای عملکرد بعضی از ادوات الکترونیکی مانند ترانزیستورها ضروری است.
نیروهای بنیادی
116634#10
این نظریه به‌طور گسترده در فیزیک ذرات و فیزیک مادهٔ چگال به کار می‌رود.اکثر نظریه‌ها در فیزیک جدید ذرات (شامل نظریهٔ استاندارد ذرات بنیادی و برهمکنش‌های میان‌شان) با نظریهٔ میدان‌های کوانتومی نسبیتی فرمول‌بندی می‌شوند. نظریهٔ میدان‌های کوانتومی در پدیده‌های گوناگونی از فیزیک مادهٔ چگال کاربرد دارد، به ویژه هنگامی که تعداد قابل توجهی از ذرات امکان افت و خیز دارند. برای نمونه، نظریهٔ BCC در ابر رسانایی.
نظریه میدان‌های کوانتومی
202358#2
هر چند که اندازهٔ بزرگ مولکول‌های زیستی استفاده از محاسبات کوانتومی را برای آن‌ها دشوار می‌سازد اما زیست‌شیمی‌پیشه‌ها به‌طور روزافزون از مطالعات کوانتومی بهره می‌برند. به خصوص در زمینهٔ پیوند بین آنزیم و سوبسترا و حلال‌پوشی مولکول‌های زیستی.
شیمی کوانتومی
4749880#1
زیست‌شناسی کوانتومی زمینه‌ای نوظهور است. بیشتر پژوهش‌های حاضر نظری بوده و در معرض سؤالاتی است که نیاز به آزمایش بیشتر دارد. گرچه این رشته به‌تازگی توجه خاصی را به خود جلب کرده‌است، اما در طول قرن بیستم توسط فیزیکدانان مفهوم‌سازی شده‌است. پیشگامان اولیه فیزیک کوانتومی کاربردهای مکانیک کوانتومی را در مشکلات زیست‌شناختی مشاهده می‌کردند. در کتاب اروین شرودینگر در سال ۱۹۴۴ زندگی چیست؟ کاربردهای مکانیک کوانتومی در زیست‌شناسی مورد بحث قرار گرفته‌است. شرودینگر ایده «کریستال آپریودی» را که شامل اطلاعات ژنتیکی در مورد پیکربندی پیوندهای شیمیایی کووالانسی بود، معرفی کرد. وی همچنین پیشنهاد کرد که جهش‌ها توسط «جهش کوانتومی» معرفی می‌شوند. پیشکسوتان دیگر نیلز بور، پاسکال جردن و ماکس دلبراک استدلال می‌کردند که ایده کوانتومی مکمل برای علوم حیاتی است. در سال ۱۹۶۳، Per-Olov Löwdin تونل سازی پروتون را به عنوان سازوکار دیگری برای جهش DNA منتشر کرد. وی در مقاله خود اظهار داشت که زمینه مطالعاتی جدیدی به نام «زیست‌شناسی کوانتومی» وجود دارد.
زیست‌شناسی کوانتومی
5078158#9
COF‌ها به عنوان الکتروکاتالیست های غیر فلزی مورد مطالعه قرار گرفته اند. اگرچه این تحقیقات هنوز در مراحل اولیه هستند، این الکتروکاتالیست ها برای کاتالیزهای وابسته به انرژی از جمله واکنش کاهش کربن‌دی‌اکسید و تجزیه‌ی آب به کار می‌روند . عمده‌ی پژوهش‌های در این راستا، بر روی مسائل کلیدی چون رسانایی پایداری در فرایند‌های الکتروشیمیایی متمرکزند .
چارچوب‌های کووالانسی آلی
113177#4
پدیده‌های الکتریکی از گذشته دور مورد مطالعه قرار گرفته‌اند، اما پیشرفت در درک نظری تا قرن‌های هفدهم و هجدهم به آرامی اتفاق افتاد. حتی آن زمان نیز کاربرد الکتریسیته اندک بود، و این موضوع تا اواخر قرن نوزدهم و زمانی که مهندسان قادر به استفاده از برق در مناطق صنعتی و مسکونی شوند، ادامه یافت. پیشرفت سریع در تکنولوژی الکتریکی صنعت و جامعه را دگرگون ساخت. کاربرد گسترده الکتریسیته سبب شد که از آن در موارد کاربردی بدون محدودیت شامل حمل و نقل، گرمایش، روشنایی، مخابرات و محاسبات استفاده شود. اکنون الکتریسیته پایه‌های جامعه صنعتی مدرن را تشکیل می‌دهد.
الکتریسیته
710873#31
شیمی کوانتوم قوانین مکانیک کوانتوم را در مسائل مربوط به شیمی مورد استفاده قرار می‌دهد. به کمک شیمی کوانتومی می‌توان بسیاری از خاصیت‌های مولکول‌ها مانند طول و زاویهٔ پیوندی، قطبیت پیوند، قطبیت مولکول و طیف‌های مولکولی را مطالعه‌کرد. لینوس پاولینگ نیز بر روی طبیعت پیوندهای شیمیایی و ساختار کمپلکس‌ها تحقیقاتی انجام داد که باعث شد در سال ۱۹۵۴ جایزهٔ نوبل شیمی را دریافت کند. همچنین وی یکی از بزرگ‌ترین شیمی‌دانان قرن بیستم شناخته می‌شود. در اواخر قرن هجدهم و اوایل قرن نوزدهم، کشفیاتی در زمینهٔ زیست‌شناسی صورت گرفت که از آن‌ها می‌توان به کشف بزاق و نحوهٔ تبدیل نشاسته به شکر اشاره کرد. ولی هنوز جزئیات شیمیایی دقیقی دربارهٔ آن‌ها شناخته‌نشده‌بود. در قرن نوزدهم لویی پاستور در حین تحقیق دربارهٔ تخمیر شکر به الکل متوجه شد که عملیات تخمیر توسط یک ماده موجود در مخمر کاتالیز می‌شود. او گفت: «تخمیر الکلی وابسته به حیات یاخته‌های موجود در مخمر است نه مرگ یا فاسد شدن یاخته‌ها»
تاریخ شیمی
5534977#2
داشتن خصوصیات برتر مانند سمیت کم و سازگاری زیستی خوب، مواد CQD را برای استفاده در تصویربرداری زیستی، حسگر زیستی و دارورسانی، مواد مطلوبی می‌کند. بر اساس ویژگی‌های نوری و الکترونیکی بسیار عالی، CQDها همچنین می‌توانند در تجزیه، حسگرها و الکترونیک کاربردهایی پیدا کنند.
نقاط کوانتومی کربن
835#10
شیمی فیزیک بر پایهٔ فیزیک پیشرفته «مدرن» بنا شده‌است. اصولاً می‌توان تمام سیستم‌های شیمیایی را با استفاده از تئوری مکانیک کوانتوم شرح داد. این تئوری از لحاظ ریاضی پیچیده بوده و عمیقاً شهودی است. به هر حال در عمل و به‌طور واقعی تنها بررسی سیستم‌های سادهٔ شیمیایی قابل بررسی با مفاهیم مکانیکی کوانتوم امکان‌پذیر است و در اکثر مواقع باید از تقریب استفاده کرد «مانند تئوری کاری دانسیته». بنابراین درک کامل مکانیک کوانتوم برای تمامی مباحث شیمی کاربرد ندارد؛ زیرا نتایج مهم این تئوری «بخصوص اربیتال اتمی» با استفاده از مفاهیم ساده‌تری قابل درک و به‌کارگیری هستند.
شیمی