CALM/arwiki huggingface dataset:
الموجات الناتجة عن آلة وترية تتذبذب موضعياً متحركة من القمة للقاع في حركة إلى الأعلى وإلى الأسفل، الطول الموجي لموجة ثابتة يرتبط بطول الجسم المهتز والشروط الحدّية فعلى سبيل المثال لأن وتر الكمان مربوط من كلا الطرفين يمكنه أن يحمل موجات ثابتة بطول موجي 2l/n حيث l هو الطول وn هو عدد صحيح موجب.
اقترح دي برولي أن المدارات الإلكترونية المتاحة هي تلك التي يكون محيط مدارها عدد صحيح للطول الموجي، لذلك الطول الموجي للإلكترون يُحدد أن مدارات بور ممكنة فقط على أبعاد محددة من النواة، في المقابل فإن أي مسافة من النواة أصغر من القيمة المحددة سيكون من المستحيل معها إنشاء مدار، المسافة الصغرى الممكنة لتكوين مدار حول النواة تعرف باسم نصف قطر دائرة بور.
تطور ميكانيكا الكم الحديثة.
قام إروين شرودنغر في عام 1925 بناءً على فرضية دي برولي بتطوير المعادلة التي تصف سلوك الموجة الميكانيكية الكميّة وتعد المعادلة التي يطلق عليها معادلة شرودنجر نسبة للعالم الذي اكتشفه، أساسية لميكانيكا الكم، فهي تعرّف الحالات المستقرّة للنظام الكمّي وتصف كيف تتغير الحالة الكمية للنظام الفيزيائي عبر الزمن وذكر في الأطروحة التي قدّمت قطة شرودنجر أن وظيفة الدالة الموجبة Ψ في معادلته هي تقديم "وسائل التنبؤ للتوقعات المحتملة لنتائج القياسات"، وبالتالي توفير "التوقعات المستقبلية كما تم وضعها في الكتالوج إلى حد ما." [24]
وكان سكرودنغ قادرا على حساب مستويات الطاقة في الهيدرجوين وذلك بمعالجة إلكترون ذرة الهيدروجين كموجة كلاسيكي متحركا داخل جدارا من الجهد الكهربي بفعل البروتين.وتعيد هذه العملية إنتاج مستويات طاقة نموذج بوهر.
كان ورنر هايزنبرغ في زمن سابق يحاول إيجاد تفسير للاختلافات الموجودة في قوة انبعاث طيف الهيدروجين بسلسة من التماثلات الرياضية إذ كتب عن قوة التماثلات الميكانيكية الكمية، بعد ذلك بوقت قصير أدرك زميله ماكس بورن أن طريقة هايزنبرغ في حساب احتمالات انتقال مستويات الطاقة المختلفة يمكن أن يفسر أفضل باستخدام مفهوم المصفوفات.
في مايو 1926، أثبت شارودنغر أن نظريتي هايزنبيرغ لميكانيكا المصفوفات وميكانيكيا الموجة في التنبؤ بخصائص وسلوكيات الإلكترون متطابقتان رياضياً، لكن مع ذلك لم يتفق شارودنغر وهايزنبيرغ على التفسير المشترك للنظرية فهايزنبيرغ مثلاً لا يرى أي مشكلة في فرضية الانتقال الفوري للإلكترونات بين المدارات في الذرة، بينما كان شارودنغر يأمل بأن تتجنب النظرية القائمة على خصائص الموجة الطولية ما أسماه (القفزات الكمية حول النواة) والتي أقتبست من قبلفلهلم فيين
تأويل كوبنهاغن.
حاول بور وهايزنبيرغ وآخرين تفسير ما تعنيه نتائج هذه التجارب والنماذج الرياضية، كان وصفهم والذي اشتُهر بـ "تأويل كوبنهاغن لميكانيكا الكم" يهدف إلى شرح الطبيعة الحقيقية والتي كانت تٌبحث عن طريق القياسات وتُوصف عن طريق معادلات رياضية لميكانيكا الكم.
المبادئ الأساسية لتفسير كوبنهاغن هي:
تم مناقشة عدة نتائج لهذه المبادئ بالتفصيل في الأقسام الفرعية التالية.
مبدأ عدم اليقين.
لو افترضنا أننا أردنا قياس موضع وسرعة جسم ما أثناء مرور سيارة ما عند جهاز رادار على سبيل المثال سنفترض أن حالة السيارة وسرعتها في لحظة معينة واضحة لدينا فإن دقة هذه المقاييس تعتمد على جودة أدوات القياس لدينا فعندما نقوم بتحسين دقة أدوات القياس سنحصل على نتيجة أقرب للقيمة الحقيقية وبالأخص سنفترض أن دقة قياس سرعة السيارة لا تؤثر على موضعها والعكس صحيح.
في عام 1927 أثبت هايزنبيرغ عدم صحة هذه الفرضيات. تظهر ميكانيكا الكم أن خاصيتين فيزيائيتين محددتين كالموضع والسرعة، لا يمكن أن تكونا معروفتين بدقة عشوائية فكلما عُرفت إحداهما بدقة أكبر كلما قلت إمكانية التعرف على الأخرى بدقة مماثلة، ويعرف هذا المبدأ بمبدأ الريبة (مبدأ عدم اليقين) uncertainty principle، وهو ليس تعريفاً لدقة آلات القياس، بل لطبيعة النظام نفسه، فافتراضنا أن للسيارة موضع وسرعة محددان كان خاطئاً، هذه الشكوك أصغر من أن تُلاحظ عندما يكون الأمر في نطاق البشر والسيارات ولكن عندما نصبح بصدد الذرات والإلكترونات تصبح مهمةً وحاسمة.
كمثال توضيحي، أعطى هايزنبيرغ قياسات موضع وكمية (زخم) حركة الإلكترون position and momentum باستخدام فوتون ضوئي. في حالة قياس موضع الإلكترون فإنه كلما كان تردد الفوتون أعلى زادت دقة قياس موضع الاصطدام، ولكن ذلك يتسبب في ازدياد اضطراب الإلكترون مما يؤدي إلى امتصاصه لكمية عشوائية من الطاقة، وهذا بدوره يؤثر على دقة قياس كمية الحركة فتصبح غير مؤكدة بشكل متزايد وأقل دقةً (كمية الحركة هي حاصل ضرب كتلة الجسم في سرعته).
يكون القياس بالضرورة لكمية الحركة المضطربة للإلكترون كناتج من نواتج الاصطدام، وليس لكمية حركته الأصلية. أما باستخدام فوتون ذو تردد أقل فيكون الاضطراب –وبالتالي عدم اليقين- المصاحب لكمية الحركة أقل، ولكن ذلك يؤدي إلى انخفاض دقة قياسات موضع الاصطدام.]
وبشكل حسابي يظهر مبدأ الشك أن إنتاجه في موقع الذرة وكمية حركته الدافعة ( كمية الحركة الدافعة هي السرعة مضروبة في الكتلة) لا يمكن أن تكون أقل من قيمة معينة وأن هذه القيمة ترتبط بـ ثابت بلانك.
انهيار الدالة الموجية.
انهيار الدالة الموجية هو تعبير إجباري لحدث ما عندما يصبح مناسبا ليحل محل الوصف لحالة غير مؤكدة لنظام ما بوصف النظام في حالة محددة فالتفسيرات لطبيعة عملية التحول ليصبح مؤكدًا هي مثيرة للجدل، في أي وقت قبل أن "يظهر" الفوتون على شاشة الكشف لا يمكن إلا أن يوصف بواسطة مجموعة من الاحتمالات التي قد تظهر وعندما تظهر على سبيل المثال في اتفاقية مكافحة التصحر للكاميرا الإلكترونية فإن الوقت والمساحة اللذان قد تفاعلا مع الجهاز يكونا معروفان في حدود ضيقة جداً ومع ذلك فقد اختفى الفوتون والدالة الموجية قد اختفت معها وقد يظهر بعض التغيير المادي في شاشة الكشف في مكانها، على سبيل المثال، بقعة معرضة في ورقة من الأفلام الفوتوغرافية أو تغيير في الجهد الكهربائي في بعض الخلايا لاتفاقية مكافحة التصحر.
القيم الذاتية والمتجه الذاتي.
بسبب مبدأ الريبة، بيانات كل من الموقع وكمية التحرك الدافعة للجزئيات يمكنها فقط تحديد احتمالية أن الموقع أو كمية التحرك الدافعة سيكون لهما بعض القيم العددية، علاوة على ذلك فإنه من المهم صياغة الاختلاف بين حالة الشيء الغامض مثل إلكترون في سحابة الاحتمال وحالة الشيء عندما يكون له قيمة محددة بوضوح عندما يكون الجسم واضح أو ثابت بشكل ما قطعًا يقال أن لديه قيمة ذاتية.
مبدأ الاستبعاد لباولي.
اقترح ولفجانج باولي في عام 1924 درجة جديدة من الحرية الكمية (أو العدد الكمي) مع احتمالية قيمتين لحل التناقضات بين الأطياف الجزيئية الملحوظة وتنبؤات ميكانيكا الكم، كان لدى الطيف الذري للهيدروجين على وجه الخصوص ازدواج أو زوجاً من الخطوط، مختلفة بمقدار صغير بحيث كان من المتوقع وجود خطٍ واحد فقط، قام باولي بتكوين مبدأ الإقصاء مشيراً إلى أنه "لا يمكن لأي ذرة بهذه الحالة الكمية أن تتضمن اثنين من الإلكترونات يحتويان على نفس المجموعة من الأرقام الكمية" .
وبعد مرور عام حدد أولنبيك وجودسميت درجة جديدة من الحرية لباولي مع خاصية تسمى الغزل، كانت الفكرة التي نشأت مع رالف كرونيغ أن الإلكترونات تظهر كما لو أنها تدور أو "تلف" حول المحور بحيث تدور لحساب العزم المغناطيسي لمهدور والسماح لإلكترونين فينفس المدار لاحتلال حالة الكمية المستقلة إذا كانت "تلف" في اتجاهين متعاكسين وبالتالي يمثل لمبدأ الاستبعاد بحيث يمثل عدد كمية الدوران أي (الإيجابية أو السلبية) .
التطبيق على ذرة الهيدروجين.
المقالة الرئيسية: نموذج المدار الذري
كان نموذج بور الذري كوكبياً حيث تدور الإلكترونات حول "الشمس" الذرية، لكن مبدأ الشك في الإلكترون ينص على أنه لا يستطيع أن يمتلك مكاناً محدداً وسرعة متجهة في أنٍ واحد كما تمتلك الكواكب بدلاً عن المدارات التقليدية، لذلك يُقال عن الإلكترونات بأنها تقطن في مدارات ذرية، المدار هو "غيمة" ويعني الأماكن التي يُحتمل وجود إلكترون فيها لذا هو عبارة عن توزيع احتمالات عوضاً عن مكان محدد. [37]
لكل مدار ذرّي ثلاثة أبعاد، وهي نوعاً ما أكثر من المدارات الثنائية، وغالباً ما تصور كمناطق ثلاثية أبعاد داخلية مع احتمال وجود الإلكترون داخلها بنسبة 95%.[31] وقد تمكن العالم إرفين شرودينغر من حساب مستويات طاقة الهيدروجين بمعاملة إلكترون ذرة الهيدروجين كموجة، ووصفت بـ " الدالة الموجية" Ψ، وأما في فرق الجهد الكهربائي V، فيعد البروتون مكُوّنها. كما أن الحلول لمعادلة شرودينغر كانت تكمن في تصنيف احتمالات لأوضاع وأماكن الإلكترون. وللمدارات الذرية مجموعة مختلفة من الأشكال الثلاثية الأبعاد. ومن الممكن حساب طاقة هذه المدارات التي تتطابق بدقة مع مستويات الطاقة في نموذج بور.
وفي مثال شرودينغر، لكل إلكترون أربع خصائص:
1. تعيين "مداري" يشير إلى ما إذا كانت موجة الجسيم الأقرب من النواة لها طاقة أقل أو أن الأبعد من النواة لها طاقة أكثر.
2. "شكل" المدار سواء كان كروي أو غير ذلك.
3. "ميل" المدار، وذلك بتحديد العزم المغناطيسي للمدار حول محور-z.
4. "عزل" الإلكترون.
والاسم المجمع لهذه الخصائص هو الحالة الكمومية للإلكترون quantum state. والحالة الكمومية يمكن أن توصف بإعطاء رقم لكلٍ من هذه الخصائص: وهذه الأرقام تعرف بأعداد الكم للإلكترون quantum numbers، الحالة الكمومية للإلكترون توصف بدالته الموجية، وينص مبدأ استبعاد باولي بأنه لا يمكن لإلكترونين في الذرة أن يكون لهم نفس القيم لكل الأرقام الأربعة.
أول خاصية تصف المدار هي عدد الكم الرئيسي وهي الأعداد الصحيحة ورقم الكم لمدار الكتروني n هو نفسه نموذج بور بحيث يمثل n مستوى الطاقة لكل مدار كما أن القيم الممكنة لـ n هي أعداد صحيحة.
عدد الكم التالي هو عدد الكم المداري الذي تمت الإشارة إليه يصف الشكل المداري I وهذا الشكل نتيجة لزخم الزاوية المداري ويتم هذا الزخم الزاوي بمقاومة اللف المغزلي لزيادة السرعة أو إبطاءها تحت تأثير قوى خارجية ويمثل عدد الكم المداري زخم الزاوية المداري للإلكترون حول النواة والقيمة الممكنة لـ I هي الأعداد الصحيحة من 0 إلى 1
يُرمز لشكل كل مدار بحرف معين أيضاً. الشكل الأول يرمز إليه بالحرف s (ليساعد في تذكر كلمة “sphere”). الشكل الثاني يرمز إليه بالحرف p وله شكل الدمبل (الذي يستخدم في تمرين عضلات اليد)، المدارات الأخرى لها أشكال أكثر تعقيداً (أنظر المدار الذري) ويرمز إليها بالحروف d، f، وg.
الرقم الكمي الثالث، الرقم الكمي المغناطيسي، يصف اللحظة المغناطيسية للإلكترون، ويرمز إليه بـ ml(أو m). القيم المحتملة لـ ml هي أعداد صحيحة من -| إلى |:
العدد الكمي المغناطيسي يقيس المُكَوِّن للعزم الزاوي في اتجاه معين، اختيار الاتجاه يتم اعتباطيا، اعتياديا يتم اختيار الاتجاه z.
عدد الكم الرابع، عدد الكم الدوار (متعلق "باتجاه" دوران الإلكترون) ويرمز له بـ ms، مع اتخاذ القيمة +2/1 أو -2/1.
كتب الكيميائي لينوس بولينغ، على سبيل المثال في حالة ذرة الهيليوم مع اثنين من الإلكترونات في المدار 1s، مبدأ باولي للاستبعاد يتطلّب أن يكون الإلكترونان مختلفين في قيمة عدد كمي واحد. قيمهما n، l، وَ ml هي نفسها، علاوة على ذلك الإلكترونان لديهم نفس الدوران، s = 1/2 وفقاً لذلك يجب أن يختلفان في قيمة ms، والتي يمكن أن يكون لها قيمة +2/1 لإلكترون واحد وَ -2/1 للآخر."[30]
هي الهيكل الأساسي والتماثل لـلمدارات الذرية وطريقة ملئ الإلكترونات لها وهذا يؤدي إلى تنظيم الجدول الدوري فطريقة تجمع المدارات الذرية بذرات مختلفة لتشكل مدارات جزيئية تحدد هيكل الروابط الكيميائية وقوتها بين الذرات.
معادلة ديراك الموجية.
في عام 1928 قام بول ديراك بتطوير وإعادة صياغة معادلة باولي التي وصفت نشاط الإلكترونات لحساب النظرية النسبية الخاصة، ظهرت النتيجة كنظرية تعاملت بشكل مناسب مع الأحداث فعلى سبيل المثال قدرت سرعة الإلكترون حول مدار النواة في جزء كبير من سرعة الضوء وقام ديراك باستخدام أبسط التفاعلات الكهرومغناطيسي وكان قادراً على التنبؤ بقيمة العزم المغناطيسي المرتبط بدوران الإلكترون حيث وجدا قيمتها الفعلية والتي كانت كبيرة جداُ لتكون في نطاق تحكم الفيزياء الكلاسيكية وكان قادراً على حل الخطوط الطيفية لذرة الهيدروجين وعلى إمكانية التكاثر نسبةً لمبادئ الجسدية الأولى لمعادلة سمرفلد الناجحة لإنتاج تركيبة دقيقة من طيف الهيدروجين.
أسفرت معادلات ديراك في بعض الأحيان عن قيمة سالبة للحصول على الطاقة فقد اقترح حلًا لـ الرواية وقال أنه افترض وجود ضديدي الإلكترون وفراغ الديناميكية مما أدى إلى نظرية الحقل الكمومي عديد الجسيمات.
التشابك الكمي.
المقال الرئيسي: التشابك الكمي
ينص مبدأ باولي للاستبعاد على أنه لا يمكن لإلكترونين في نفس النظام أن تكون لهم نفس الحالة، الطبيعة -على أي حال- تترك الاحتمالية مفتوحة لأن يكون للإلكترونين كلا الحالتين "متداخلة" على كل واحد منهم، نستذكر أن دوال الموجة التي تنشأ في نفس اللحظة من شقين إثنين تصل إلى شاشة الكشف في حالة تراكب فلا شئ مؤكد مالم تنهار الأشكال الموجية المتراكبة ففي تلك اللحظة يبرز إلكترون في مكان ما حسب الاحتمالية التي هي مربع القيمة المطلقة لمجموع السعات ذات القيم المركبة للشكلين الموجيين المتراكبين فالحالة هناك هي تصورية جدا حالياً فهي طريقة محددة في التفكير عن الفوتونات المتشابكة الفوتونات حيث تتراكب حالتان متضادتان إثنتان على كل منهما في نفس الحدث هي كما يلي:
تخيل أن تركيب حالتين يمكن وصفهما ذهنياً باللون الأزرق والآخر باللون الأحمر فسوف يظهر (تخيلياً طبعاً) كحالة أرجوانية ولنفترض أيضاً أن الفوتونان نتجا عن نفس الحدث الذري وقد يكون تكونهما ناتج عن إثارة كريستالة لديها خاصية امتصاص فوتون ذو تردد معين ومن ثم إصدار فوتونان لديهما نصف التردد الأصلي لذا فكلا الفوتونين يكونان بالحالة الأرجوانية.
إذا ما قام المختبر ببعض التجارب لتحديد كون أحد الفوتونات أحمر أو أزرق فإن هذه التجربة تغير حالة الفوتون المعني من كونه يمتلك حالة تراكب من "الأحمر" و"الأزرق" إلى فوتون لديه واحد فقط من هذه الصفات كانت المشكلة التي عانى منها اينشتاين مع هذه الحالة التخيلية هي أنه إذا كان أحد هذه الفوتونين في حالة ارتداد مستمر بين مرايا متعددة في مختبرعلى كوكب الأرض وقطع الفوتون الثاني نصف مسافة الطريق إلى أقرب نجم خارجي فعندما يتم الكشف عن الفوتون الأول بكونه أزرق أو أحمر فهذا يعني أن الفوتون البعيد عليه أيضا ً ان يفقد حالته الأرجوانية فإذا تم اختباره بعد قياس الفوتون التوأم فإنه حتماً سوف يظهر في الحالة المعاكسة لحالة توأمه.
في محاولة لإثبات أن ميكانيكا الكم ليست نظرية كاملة بدأ اينشتاين بالتنبؤ الخاص بالنظرية التي تنص على أن اثنين أو أكثر من الجسيمات التي تفاعلت في الماضي يمكن أن يُظهرا ارتباطاً قوياً عندما يتم قياس خصائصهما المختلفة في وقتٍ لاحق، سعى اينشتاين لتفسير هذا التقاعل بطريقة كلاسيكة أي من خلال ماضيهما المشترك، مفضلاً أن لا يكون التفسير على افتراض "عمل تخيلي عن بعد" وقام كلاً من إينشتاين وبودولسكي وروزن عام 1935 بكتابة ورقة بحثية علمية شهيرة عُرفت اختصاراً بـ(EPR إي-بي-آر نسبة إلى الحروف الأولى لأسمائهم) مفصلة مايُعرف الآن ب"مفارقة إي-بي-آر" EPR paradox والتي استناداً على مايُعرف الآن بالواقعية المحلية تحاول أن تُظهر من خلال النظرية الكمية أن الجسيم يمتلك موضع وكمية حركة في آنٍ معاً على عكس مايفترضه تفسير كوبنهاغن القائل بأنه واحد فقط من هذه الخصائص يمكن أن يتواجد وفقط في اللحظة التي يتم قياسه فيها. تستنتج فرضية إي-بي-آر أن النظرية الكمية غير مكتملة لأنها ترفض الأخذ بالاعتبار الخصائص الفيزيائية التي توجد بشكل مؤثر في الطبيعة (تعد ال إي-بي-آر أحد أكثر فرضيا اينشتاين ذِكراً في مجالات الفيزياء) ففي نفس العام استخدم إرفين شرودنغر Erwin Schrödinger مصطلح "التشابك الكمي" "entanglement" وصرح قائلاً: "لايمكنني أن أصفه بأنه صفة واحدة بل سمة مميزة من سمات ميكانيكا الكم".[31] يظل التساؤل حول ما إذا كان "التشابك الكمي" حالة واقعية محل خلاف وجدل بين العلماء. [32] كما تظل مبرهنة (لاتساويات) بيل Bell inequalities من أكبر التحديات التي تواجه فرضية اينشتاين.
المقال الرئيسي: نظرية الحقل الكمي
بدأت فكرة نظرية الحقل الكمي في أواخر العشرينات حيث قام الفيزيائي البريطاني بول ديراك بمحاولة تحويل التفسير الكلاسيكي للمجال الكهرومغناطيسي إلى التفسير الكمي الميكانيكي وهي عملية لبناء نظرية كمية بدءًا بنظرية كلاسيكية.
الحقل في علم الفيزياء: "هو المنطقة أو الحيز التي يوجد بها تأثير معين (مثل التأثير المغناطيسي)"[34] أما الآثار الأخرى التي يُعبَّر عنها بالحقول فهي حقلي الجاذبية والكهرباء الساكنة في عام 2008، كتب الفيزيائي ريتشارد هاموند أنه في بعض الأحيان نميز بين ميكانيكا الكم ونظرية الحقل الكمي حيث تشير ميكانيكا الكم إلى النظام الذي يتم فيه تثبيت عدد من الجسيمات والحقول (مثل الحقل الكهروميكانيكي) هي كائنات كلاسيكية مستمرة أما نظرية الحقل الكمي فتأخذ خطوة أبعد وتسمح بإنشاء وإبادة الجسيمات.
واستطرد قائلًا أن آلية الكمية عادةً ما تستخدم للإشارة إلى " الفكرة العامة لنظرية الكمية". [36]:108
في عام 1931، طرح ديرك فكرة وجود الجسيمات والتي عرفت لاحقًا بالمادة المضادة.[37] كما تقاسم ديرك جائزة نوبل للفيزياء مع شرودنغر " لاكتشاف أشكال إنتاجية جديدة للنظرية الذرية". [38]
الديناميكا الكهربائية الكمومية.
الديناميكا الكهربائية الكمومية ( QED) هو اسم لنظرية القوة الكهرومغناطيسية الكمية، فـفهم الديناميكا الكهربائية الكمومية يبدأ بفهم الكهرومغناطيسية، ويمكننا أن نُطلق على الكهرومغناطيسية أيضًا "الديناميكا الكهربائية"؛ وذلك لأنها تفاعل ديناميكيًا بين القوى الكهربائية والمغناطيسية، فالكهرومغناطيسية تبدأ بالشحنة الكهربائية.
الشحنات الكهربائية هي مصادر المجالات الكهربائية ومنشأها فالمجال الكهربائي هو مجال يبذل القوة على أي من الجزئيات التي تحمل شحنات كهربائية في أي نقطة في الفضاء، يتضمن ذلك الإلكترون والبروتون وحتى الكواركات من بين الجزيئات الأخرى، عندما تُبذل القوة تتحرك الشحنات الكهربائية فيتدفق التيار وينتج المجال المغناطيسي في المقابل فإن هذا المجال المغناطيسي يسبب تيار كهربائي (الإلكترونات المتحركة) ويسمى هذا التفاعل الكهربائي والمجال المغناظيسي بالمجال الكهرومغناطيسي.
يسمى الوصف الفيزيائي لتفاعل الجزيئات المشحونة والتيارات الكهربائية والمجالات الكهربائية والمغناطيسية بالكهرومغناطيسية.
في عام 1928، أنتج بول ديرك نظرية كمية نسبية للكهرومغناطيسية، كانت هذه أصل الديناميكا الكهربائية الكمية الحديثة التي كانت تمتلك المكونات الأساسية للنظرية الحديثة لكن مشكلة اللانهائيات غير القابلة للحل تطورت في نظرية الحقل الكمومي ، حلت إعادة التطبيع هذه المشكلة في سنوات لاحقة، مبدئيًا كان يُشتبه بأنها إجراء مؤقت من بعض منشئيها، لكن في النهاية تُقُبّلت إعادة التطبيع كأداة مهمة ومتماسكة بذاتها في الديناميكا الكهربائية الكمية وحقول أخرى في الفيزياء كما حاكت رسومات فينمان في أواخر الثلاثينات جميع التفاعلات الممكنة والمرتبطة بحدث معطى وأوضحت الرسومات أن القوة الكهرومغناطيسية هي تفاعلات الفوتونات بين الجزيئات المتفاعلة.
يعتبر" تحول لامب" مثال على التنبؤ بالديناميكا الكهربائية الكمية والذي تم التحقق منه تجريبيًا. يشير ذلك إلى التأثير الذي عن طريقه تتسبب الطبيعة الكمية للمجال الكهرومغناطيسي في انحراف بسيط في مستويات الطاقة في الذرة أو الأيون عن ما كانت ستكون عليه بدون هذا التحول. نتيجة لذلك قد تتحول أو تنقسم الخطوط الطيفية.
في الستينات أدرك الفيزيائيون أن الكهروديناميكية الكمية تتحلل عند طاقات عالية جدًا، ومن هذا التقلّب، تم اكتشاف "النموذج القياسي" لفيزياء الجسيمات الذي عالج تحلل الطاقة الأعلى في النظرية. ويوحد النموذج القياسي التفاعلات الضعيفة والكهرومغناطيسية في نظرية واحدة تسمى "النظرية الكهروضعيفة".
جميعُ القياسات الفيزيائية، والمعادلات والوثائق المُسندة لميكانيكا الكم ثابتة ،وتحملُ مستوىً عالياً من الإثبات. والسؤال الذي تطرحه هذه النماذجُ النظريةُ عن الطبيعةِ في الحياةِ التطبيقيةِ وُجِدت لها إجاباتٌ تنافسية.
تتضمن تطبيقات ميكانيكا الكم الليزر والترانزستور والمجهر الإلكتروني والتصوير بالرنين المغناطيسي، وهناك نوع خاص من تطبيقات الكم الميكانيكية يرتبط بـظواهر المجهر الإلكتروني مثل الهليوم الفائق والموصلات الفائقة. كما أدت دراسة أشباه الموصلات إلى اختراع الصمام الثنائي والترانزستور اللذان يعدان هما أساس الإلكترونيات الحديثة حيث لا يمكن الاستغناء عنهما. وفي ضوء هذه التحولات البسيطة، يعد نفق الكم نفق حيوي، في الجانب الآخر لا يمكن لـلالكترونيات في التيار الكهربائي أن تخترق الحاجز الجهدي المصنوع من طبقة الأكسيد. بالإضافة إلا ذلك، رقائق الذاكرة السريعة الموجودة في محرك الناقل التسلسلي العام أيضًا تستخدم نفق الكم وذلك لمسح خلايا الذاكرة.
الفيزياء الكلاسيكية -أيضًا- لا تصف بدقة الكون على مقاييس أكبر أو عند سرعات قريبة من سرعة الضوء. يتطلب الوصف الدقيق النسبية العامة.
كلمة "كمي" تأتي من الكلمة اللاتينية المقابلة لـ "كم" (و كذلك "الكمية"). الشئ الـ "مكمم"، مثل طاقة مذبذب بلانك الهرموني، يمكن أن تكون له قيم محددة. مثلًا، في أغلب البلدان، المال مكمم فعليًا، حيث "كم المال" هو أقل عملةٍ قيمةً في عملية التداول. "الميكانيكا" هي فرع من العلم يتعامل مع فعل القوى على الأشياء، إذا "ميكانيكا الكم" هو الجزء من الميكانيكا الذي يتعامل مع الأشياء التي لها خصائص معينة مكممة.
حقيقةً، يمكن أن يكون هناك تأثيرات تعتمد على الكثافة، لكن على الكثافات المُتَحصّلة من مصادر غير الليزر فإن هذه التأثيرات غير ملاحظة.
معادلة التأثير الكهروضوئي لآينشتاين يمكن أن تُشتَق وتبين دون الحاجة إلى مفهوم الـ "فوتون". ذلك أن الإشعاع الكهرومغناطيسي يمكن أن يعامل على أنه موجة كهرومغناطيسية كلاسيكية، طالما أن الإلكترونات في المادة تعامل بواسطة قوانين ميكانيكا الكم. كميًا، تكون النتائج صحيحة بالنسبة لمصادر الضوء الحرارية (مثل الشمس، المصابيح المتوهجة .. إلخ) لكل من معدل انبعاث الإلكترون وكذلك توزيعها الزاوي. للمزيد حول هذه النقطة، انظر [12]
يدعى النموذج الكلاسيكي للذرة بالنموذج الكوكبي، أو أحيانًا نموذج رذرفورد تبعًا لإرنيست رذرفورد الذي اقترحه عام 1911، اعتمادًا على تجربة رقاقة الذهب لجيجر ومارسيديان والتي تستعرض أولًا وجود الذرة.
يمكن تعديل النموذج بسهول لاعتبار طيف الانبعاث لأي نظام يتكون من نواة وإلكترون واحد (ذلك أن، الأيونات كـ He+، أيون الهيليوم، أو كـ O7+، أيون الأوكسجين، تحتوي على إلكترون واحد).
لنظرة أكثر تعمقًا لكيفية انتقال هايزنبرج من نظرية الكم القديمة والفيزياء الكلاسيكية إلى ميكانيكا الكم الجديدة، انظر مدخل هايزنبرج لميكانيكا المصفوفات.
السجون في البحرين وهي سجون مملوكة وتدار من قبل الدولة، ومن قبل 3 جهات حكومية، وهي جهاز الأمن الوطني وقوة دفاع البحرين ووزارة الداخلية. ويشرف على إدارة السجون السلطات القضائية وكذلك النيابة العامة. ويوجد 20 سجن في البلاد أربعة منها رئيسية وواحد للنساء، والسجون الرئيسية هي: سجن القرين (الذي يديره قوة دفاع البحرين) ومركز التوقيف الحوض الجاف وسجن جو ومركز مدينة عيسى للتوقيف للنساء (الذي يديره وزارة الداخلية).
احتجاز الأحداث.
حتى أواخر عام 2011 فقد كان الأطفال أكبر من 15 سنة وأصغر من 18 سنة تتم محاكمتهم في محكمة جنائية وليس في محكمة الأحداث. في عام 2001 أوصى الفريق العامل المعني بالاحتجاز التعسفي أن جميع مراكز احتجاز الأحداث التي تديرها وزارة الداخلية يجب أن تنقل إلى تحت سلطة وزارة التنمية الاجتماعية. اعتبارا من عام 2010 هذه التوصية لم تنفذ رغم قرار مجلس الوزراء للنقل في 4 ديسمبر 2005. في عام 2011 تم محاكمة بعض الأطفال أمام المحاكم العسكرية.
خلال الحملات الأمنية التي استهدفت الناشطين في مجال الحقوق السياسية وحقوق الإنسان في أغسطس عام 2010 ألقي القبص على 76 طفلا من بينهم طفل يبلغ من العمر 10 سنوات. في المجموع اعتقل 355 شخص ويمثل الأطفال منهم 21%. قال مركز البحرين لحقوق الإنسان أن جهاز الأمن الوطني كان وراء معظم هذه الاعتقالات والاعتداءات الجسدية المستمرة على الأطفال. زعمت السلطات أن الأطفال المعتقلين اعتقلوا في احتجاجات سياسية مثل حرق الاطارات. الأطفال المحتجزين في مراكز الاحتجاز مع السجناء البالغين يحاكمون بتهم جنائية مثل توزيع المخدرات غير المشروعة. أفاد محامون أن بعض الأطفال قد عانوا من الضرب وأظهروا علامات التعذيب واشتكى طفلان من سوء المعاملة أثناء المحاكمة.
وثقت مركز البحرين 188 حالة اعتقال لأطفال خلال احتجاجات عام 2011 التي وصفت بأنها غير قانونية والعديد من هذه الحالات تندرج تحت مسمى الاغتصاب أو الاختطاف. أغلبهم ذكروا سوء المعاملة أثناء الاحتجاز وتم نقل بعضهم إلى المستشفيات بعد اعتقالهم وكانت علامات التعذيب واضحة عليهم. زعم أنهم يعذبون نفسيا واثنان منهم تعرضوا للاعتداء الجنسي.
السجناء السياسيون.
أفاد مركز البحرين لحقوق الإنسان بأن 500 شخص كانوا سجناء رأي اعتبارا من 22 نوفمبر 2011 مما يجعل من البحرين البلد الأعلى عالميا في نصيب السجناء السياسيين. يدعم هذا الادعاء التشريعات التي تنص على الحكم بالسجن لمن يدعو لقلب أو تغيير نظام الحكم أو يحرض باستخدام إحدى الطرق المنشورة لزيادة كراهية النظام الحاكم أو الازدراء به.
المعاملة السيئة.
خلال الفترة من 1975 إلى 1999 المعروفة باسم عصر قانون أمن الدولة كثيرا ما كان يتم استخدام التعذيب من قبل الحكومة البحرينية الذي أسفر عن مقتل 17 شخصا. بعدما تولى حمد بن عيسى بن سلمان آل خليفة الحكم على إثر وفاة والده في عام 1999 انخفضت تقارير التعذيب بشكل كبير وتحسنت ظروف الاحتجاز. ومع ذلك فقد أعطى المرسوم الملكي 56 لسنة 2002 حصانة فعالة لجميع المتهمين بالتعذيب خلال الانتفاضة التسعينية أبرزهم إيان هندرسون وعادل فليفل. في نهاية عام 2007 عاد استخدام التعذيب مرة أخرى وبحلول عام 2010 أصبح استخدام التعذيب اعتياديا.
وصف التعذيب خلال احتجاجات عام 2011 في العديد من تقارير حقوق الإنسان بأنه واسع النطاق ومنهجي. 64٪ من هؤلاء المعتقلين البالغ عددهم 1866 شخص تعرضوا للتعذيب. قتل خمسة على الأقل من المعتقلين نتيجة لذلك. خلال الاحتجاجات تم استجواب المعتقلين من قبل ثلاث وكالات حكومية وهي وزارة الداخلية وجهاز الأمن الوطني وقوة دفاع البحرين. وفقا لتقرير اللجنة البحرينية المستقلة لتقصي الحقائق فإن الانتهاكات الجسدية والنفسية من قبل جهاز الأمن الوطني ووزارة الداخلية كانت على أساس منتظم وفي كثير من الحالات وصلت إلى حد التعذيب. يصف التقرير أن الاستخدام المنتظم لتقنيات مماثلة لتلك المستخدمة خلال قمع الانتفاضة التسعينية والتي تدل على مشكلة منهجية والتي لا يمكن معالجتها إلا على المستوى المنهجي.
أساليب سوء المعاملة المحددة كانت سائدة في بعض السجون. كانت يتم إجبار المعتقلين على التبول على أنفسهم نتيجة حرمانهم من المراحيض والأكثر شيوعا في سجن العدلية وأسري. كان الحرمان من النوم أيضا الأكثر شيوعا في هذان السجنان. في سجن القرين العسكري يتم وضع القادة السياسيين في الحبس الانفرادي الذي يستخدم بشكل مفرط وأفيد أن الأوضاع تحسنت وتوقفت سوء المعاملة بعد 10 يونيو 2011 خلافا عن السجون الأخرى.
نفي الحكومة.
نفت السلطات البحرينية في البداية جميع مزاعم التعذيب. قال مسؤول من وزارة التنمية الاجتماعية لمنظمة حقوق الإنسان أولا أنه لا يوجد أحد تعرض للتعذيب في البحرين وأضاف أن كل شخص تم القبض عليه كان من خلال مذكرة اعتقال بوثائق صحيحة ولا يوجد أحد اعتقل من قبل رجال ملثمين.
بعد ذلك زعموا أنهم أجروا تحقيق فيما زعم أنه حالات فردية. قال عبد العزيز بن مبارك مدير هيئة شئون الإعلام لوسائل الإعلام البحرينية وقناة إيه بي سي نيوز أن الحوادث الفردية تأخذ على محمل الجد والتحقيق وأن أي تعذيب يحدث فهو غير مرخص به مشيرا إلى أن خمسة من حراس السجن قد اعتقلوا لوفاة معتقل. ومع ذلك أفرج عن الخمسة المتهمين بالتعذيب في وقت لاحق.
في 14 مارس 2011 تمكن مجموعة من السجناء يقدر عددهم ب109 من الفرار من سجن الحوض الجاف. حاول بعضهم الهرب عن طريق البحر والبعض الآخر عن طريق حافلة صغيرة واختبأ آخرون في المباني المجاورة. ومع ذلك فقد تم إلقاء القبض على معظم الفارين في اليوم نفسه.
في 8 مايو 2012 أعلنت وزارة الداخلية أن السجين رضا الغسرة (25 سنة) الذي اعتقل لأنشطة متصلة بالاحتجاجات هرب من سجن الحوض الجاف. تم استجواب عائلته وعائلات أخرى كانوا يزورونه من قبل الشرطة لعدة ساعات.
قائمة السجون.
تتم إدارة كافة السجون من قبل وزارة الداخلية باستثناء سجنان اثنان فقط:
هذه قائمة بالصحفيين المحترفين والناشطيين الإعلاميين السوريين والأجانب الذين قتلوا خلال الأزمة السورية.
كيو هي قصة شعر للرجال حيث يتم حلاقة مقدمة الرأس وعمل جديلة للشعر من الخلف. كانت هذه القصة منتشرة بين قومية المانشو وبعض مجموعات الهنود الحمر. حتى عام 1910 بالصين كان الإعدام عقوبة من لا يحلق شعرة قصة الكيو ويعتبر خائناً لبلاده وكان هناك مقولة دارجة تنص على: «احتفظ بشعرك وافقد رأسك أو احتفظ برأسك وأفقد شعرك». ويذكر أن الصورة النمطية للصينيين ذوي الجدائل الطويلة التي كانت تعرض في الكتب المصورة القديمة يعود سببها لهذه القصة.