Quantum Chaos คืออะไร?

Quantum Chaos คำที่ไม่ใช่ด้านเทคนิคคือการจดชวเลขทางวิทยาศาสตร์ที่หมายถึงการใช้ทฤษฎีความโกลาหลเพื่ออธิบายระบบควอนตัมทฤษฎีความโกลาหลสามารถอธิบายความผิดปกติที่เกิดขึ้นในระบบพลวัตทั้งหมดจากแมโครจนถึงระดับไมโครความผิดปกติเหล่านั้นรวมถึง bobble ในการปฏิวัติของดาวเทียมรอบดาวเคราะห์หรือตำแหน่งที่ไม่คาดคิดของอิเล็กตรอนในระดับอะตอมระบบควอนตัมเป็นระบบที่ทำงานในระดับโมเลกุลการใช้คำจำกัดความเหล่านั้นเข้าด้วยกันความโกลาหลของควอนตัมพยายามที่จะอธิบายถึงความผิดปกติในระบบโมเลกุล

เป็นเวลานานนักวิทยาศาสตร์ไม่แน่ใจว่ามีความวุ่นวายควอนตัมหรือไม่อะตอมมีแนวโน้มที่จะแสดงรูปแบบพลังงานที่คาดการณ์ได้วัตถุในระดับโมเลกุลดูเหมือนจะไม่แสดงความไวต่อเงื่อนไขเริ่มต้นซึ่งเป็นคำจำกัดความดั้งเดิมของความวุ่นวายทางกายภาพแม้แต่ปัญหาบางอย่างที่เกิดขึ้นก็สามารถอธิบายได้ผ่านทฤษฎีการก่อกวนซึ่งช่วยให้การเบี่ยงเบนเล็กน้อยในระบบที่แสดงพฤติกรรมปกติที่สามารถอธิบายได้ผ่านฟิสิกส์คลาสสิก

ในฐานะนักฟิสิกส์บางคนในศตวรรษที่ 20 ที่ค้นพบที่เกิดขึ้นในระดับโมเลกุลสามารถอธิบายหรือทำนายได้อย่างเพียงพอผ่านแบบจำลองควอนตัมแบบคลาสสิกตามแบบจำลองเหล่านั้นเหตุการณ์เช่นการเคลื่อนไหวของอนุภาคจากไซต์หนึ่งไปยังอีกไซต์หนึ่งจะต้องใช้พลังงานในปริมาณที่เพิ่มขึ้นแบบทวีคูณซึ่งเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างเนื่องจากอนุภาคได้รับการสังเกตว่าจะเคลื่อนที่โดยไม่ต้องสร้างระดับพลังงานเหล่านั้นนักวิทยาศาสตร์จึงต้องคิดหาวิธีที่แตกต่างเพื่ออธิบายปรากฏการณ์

วิธีเดียวที่นักวิทยาศาสตร์อธิบายคือการศึกษาอะตอมของ Rydbergอะตอมของ Rydberg เป็นอะตอมที่มีพลังสูงซึ่งแสดงพฤติกรรมที่วุ่นวายสามารถอธิบายได้ผ่านฟิสิกส์คลาสสิกการศึกษาอะตอมเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าระบบที่มีความโกลาหลควอนตัมมีระดับพลังงานที่มีความสัมพันธ์สูงระดับพลังงานของอนุภาคไม่ได้กระจายแบบสุ่มเช่นเดียวกับในโมเลกุลคลาสสิกเหตุการณ์ของระบบย่อยหนึ่งมีความสัมพันธ์อย่างแยกไม่ออกกับเหตุการณ์ของระบบย่อยอื่นเป็นผลให้สเปกตรัมพลังงานสามารถใช้อย่างน้อยบางส่วนอธิบายพฤติกรรมของอนุภาคเหล่านี้

อีกวิธีหนึ่งคือการดูสถานการณ์ที่ฟิสิกส์คลาสสิกสามารถอธิบายความผิดปกติในระบบขนาดใหญ่ได้กลไกที่อยู่เบื้องหลังการโยกเยกในวงโคจรของดวงจันทร์รอบโลกเนื่องจากการดึงแรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์ถูกนำมาใช้เพื่อสร้างการวัดทางสถิติที่ช่วยอธิบายและทำนายพฤติกรรมของอนุภาคพลังงานต่ำในขณะที่แบบจำลองคลาสสิกในฟิสิกส์ไม่สามารถอธิบายพฤติกรรมของระบบโมเลกุลที่วุ่นวายเหล่านี้ได้อย่างเพียงพอ แต่ก็น่าสนใจที่ควอนตัมความโกลาหลใช้แบบจำลองเหล่านั้นเป็นจุดเปิดตัวเพื่อสร้างโมเดลใหม่เพื่อทำความเข้าใจระบบเหล่านี้ต่อไป