د کوانټوم میخانیک تاریخچه

د کوانټوم میخانیک تاریخ د معاصر فزیک د تاریخ بنسټیزه برخه ده. د کوانټوم میخانیک تاریخ چې د کیمیایي کوانټوم له تاریخ سره په اړیکه کې دی، په اصل کې له بېلابېلو ساینسي موندنو سره پیل شو. په ۱۸۳۸ کال کې د فاراډي له‌خوا د کتوډ وړانګو کشف؛ په ۱۸۵۹-۱۸۶۰ کلونو کې د «ګوسټاو کیرشهوف» له‌خوا د تور جسم د وړانګو د ستونزې په اړه بیانیه؛ په ۱۸۷۷ کال کې د «لوډویګ بولټزمن» وړاندیز چې ویل یې د یوه فزیکي سیستم د انرژۍ حالتونه ښايي جلا وي؛ په ۱۸۸۷ کال کې د «هاینریش هرټز» له‌خوا د فوټوالکټریک اغېز موندل او په ۱۹۰۰ کال کې د ماکس پلانک هغه کوانټومي فرضیه چې هر انرژي تولیدوونکی اتومي سیستم له تیوریک پلوه د جلا انرژۍ پر ځینو عناصرو (اپسیلون) وېشل کېدای شي، په داسې ډول چې د انرژۍ دغه هر یو عنصر له ν فرېکونسۍ سره متناسب وي چې هر یو یې په جلا ‌ډول انرژي خپروي، لکه څرنګه چې په لاندې فورمول کې تشرېح شوي دي: 

ε = hv

چې h دلته یو عددي مقدار دی او د ثابت پلانک په نامه یادېږي. 

وروسته بیا البرټ انېشټاین په ۱۹۰۵ کال کې د فوټوالکتریکي اغېزو د تشرېح لپاره چې مخکې د «هاینریش هرټز» له‌خوا په ۱۸۸۷ کال کې تشرېح شوې وې، د ماکس پلانک له کوانټومي فرضیې سره مطابقت یې دا ثابته کړه چې رڼا په خپله له منفردو کوانټومي ذراتو څخه جوړه شوې ده چې په ۱۹۲۶ کال کې د «کیلبرېټ اېن لویس» له‌خوا د فوتون په نامه ونومول شوه. د فلزاتو په څېر پر ځینو موادو د فوټوالکتریک اغېزې د ځانګړو څپو په مشخص اوږدوالي سره ولیدل شوې، دا اغېزې د دې لامل کېدې چې الکترونونه یوازې په هغه صورت کې له دغو موادو بهر شي چې د رڼا کوانټومي انرژي د فلز د سطحې تر کاري فعالیت ډېره وي.

د «کوانټوم میخانیک» عبارت د یوې ډلې فزیک‌‌پوهانو لکه ماکس بورن، ورنر هایزنبرګ او ولفګانګ پاولي له‌خوا د ۱۹۲۰مې لسیزې په لومړیو کې په ګوتینګن پوهنتون کې رامنځته شو او لومړی ځل د «زور کوانټوم میخانیک» په لیکنه کې وکارول شو. په راتلونکو کلونو کې دا تیوریک بنسټونه ورو ورو پر کیمیاوي جوړښت، تعاملاتو او رابطو عملي شو.Max Born, My Life: Recollections of a Nobel Laureate, Taylor & Francis, London, 1978. ("We became more and more convinced that a radical change of the foundations of physics was necessary, i.e., a new kind of  mechanics for which we used the term quantum mechanics.  This word appears for the first time in physical literature in a paper of mine...")

 پخوانیان او "د کوانټوم پخوانۍ تیوري" 
د نولسمې پېړۍ په لومړیو کې د «جان ډالټن» او «امډیو اووګارډ» له‌خوا کیمیاوي څېړنو د مادې اتومي تیورۍ ته اهمیت ورکړ او دا هغه نظریه وه چې جېمز کلېرک مکسوېل، لوډویګ بولټزمن او نورو د ګازونو د حرکي تیورۍ د رامنځته کولو لپاره جوړه کړه. د حرکي تیورۍ بریالیتوبونو دې نظریې ته لا ډېر باور ورکړ چې ماده له اتومونو جوړه شوې، خو بیا هم دې تیورۍ داسې نیمګړتیاوې لرلې چې بشپړېدل یې یوازې د کوانټوم میخانیک په پراختیا سره شوني وو. د اتومونو شتون په نړیواله کچه د فزیک‌پوهانو او کیمیاپوهانو تر منځ نه و منل شوی؛ ارنست ماخ، یو سرسختی اتوم ضد و. 

لوډویګ بولټزمن په ۱۸۷۷ کال کې وړاندیز وکړ چې د یوه فزیکي سیستم د مالیکول په څېر د انرژۍ کچې ښايي جلا وي. په ایوډین ګاز غوندې مالیکولونو کې د جلا انرژۍ د کچو د شتون لپاره د بولټزمن استدلال د ده د احصایوي ترموډینامیک او احصایوي میخانیک په تیوریو کې ريښه لرله او په ریاضیکي استدلالونو ولاړ و، لکه څرنګه چې شل کاله وروسته د ماکس پلانک له‌خوا په وړاندې شوې لومړۍ کوانټومي تیورۍ کې هم قضیه دا ډول وه. 

په ۱۹۰۵ کال کې البرټ انېشټاین د براوني حرکت د تشرېح لپاره حرکي تیوري وکاروله. فرانسوي فزیک‌پوه «جین باپتیست پیرین» د انېشټاین په مقاله کې راغلی دا ماډل د اتومونو د ابعادو او حجم د ټاکنې لپاره وکاراوه او په دې توګه یې د اتومي تیورۍ مستقیم تجربوي تایید وړاندې کړ. د دې تر څنګ، په ۱۹۰۵ کال کې انشټاین فوټوالکتریکي اغېزې په دې فرض سره تشرېح کړې چې نور یا په ټولیز ډول ټول الکترومقناطیسي تشعشعات د انرژۍ د کوانټوم پر هغه شمېر وېشلی شو چې په فضا کې ځای پر ځای شوې نقطې دي.

د کوانټومي تیورۍ د تکامل لپاره مهم ګام په ۱۹۱۱ کال کې په «سولوې کنفرانس» کې واخیستل شو. په دغه کنفرانس کې د علمي ټولنې مخکښ فزیک‌پوهان د «وړانګو او کوانټوم» د ستونزې په اړه د بحث لپاره سره را ټول شول. دغه مهال د اتوم په اړه د «ارنېسټ راډرفورډ» ماډل خپور شوی و، خو د اتومي جوړښت په اړه ډېری بحثونه د «ارټور هاس» د ۱۹۱۰ کال پر کوانټومي ماډل را څرخېدل. په ۱۹۱۱ کال په سولوې کنفرانس کې «هنډریک لورنټس» د انشټاین تر وینا وروسته د کوانټومي جوړښت په اړه وړاندیز وکړ چې د یوه روټاټور انرژي دې له nhv سره تنظیم شي. دغه ماډل په ۱۹۱۲ کال کې د «جان ویلیم نیکلسون» د ماډل په څېر نور هغه پخواني ماډلونه تعقیب کړل چې اتومي وو.Original Proceedings of the 1911 Solvay Conference published 1912. THÉORIE DU RAYONNEMENT ET LES QUANTA. RAPPORTS ET DISCUSSIONS DELA Réunion tenue à Bruxelles, du 30 octobre au 3 novembre 1911, Sous les Auspices dk M. E. SOLVAY. Publiés par MM. P. LANGEVIN et M. de BROGLIE. Translated from the French, p.447.J. W. Nicholson, Month. Not. Roy. Astr. Soc. lxxii. pp. 49,130, 677, 693, 729 (1912).

 معاصر کوانټوم میخانیک 
هایزنبرګ په ۱۹۲۷ کال کې د ناڅرګندتیا د اصولو لومړۍ نسخه د یوه فکري ازمېښت په تحلیلولو سره فورمول کړه چې په هغې کې هڅه کېږي د الکترون موقعیت او حرکتي ځواک په ورته وخت کې اندازه کړي. له دې سره سره، هایزنبرګ په دې اندازه کې داسې دقیق ریاضیکي تعریفونه نه دي کارولي چې د «ناڅرګندتیا» معنا څه ده، هغه ګام چې ډېر زر د ارل هیسی کینارډ، ولفګانګ پاولي او هرمان ویل له‌خوا واخیستل شو. د ۱۹۲۷ کال په شاوخوا کې «پاول ډیراک» د الکترون لپاره د ډیراک معادله وړاندیز کړه او په ځانګړي نسبیت سره یې د کوانټومي میخانیک د یوځای کولو پروسه پیل کړه. د ډیراک معادله د الکترون د څپې د فعالیت نسبتي تشرېحات وړاندې کوي. دا معادله د الکترون د تاوېدو وړاندوېینه کوي چې ډیراک یې د پوزیترون د شتون وړاندوېینې ته وهڅاوه. ښاغلی ډیراک د عملیاتي تیورۍ په کارولو کې مخکښ و، لکه څرنګه یې چې په ۱۹۳۰ کال کې په خپل مشهور درسي کتاب کې هم تشرېح کړې ده. د همدې دورې په جریان کې د هنګري لوی عالم «جان وان نیومن» د کوانټوم میخانیک لپاره دقیق ریاضيکي بنسټ رامنځته کړ چې په هیلبرټ فضا کې یې د خطي عملیاتو د نظریې په توګه فورمول کړ او دا موضوع یې په ۱۹۳۲ کال کې په خپل مشهور درسي کتاب کې هم تشرېح کړې ده. دا هم د نورو ډېرو اثارو په څېر د جوړېدو له وخته راهیسې تر اوسه لا هم پر ځای دی او په پراخه کچه کارېږي. 

د کوانټوم کیمیا برخه د دوو فزیک‌پوهانو «والټر هایټلر» او «فریټز لنډن» له‌خوا پیل شوه چې په ۱۹۲۷ کال کې يې د هایدروجن د مالیکول د کوولانټ رابطې په اړه څېړنه خپره کړه. کوانټوم کیمیا وروسته بیا په کلتک کې د امریکايي تیوریکي کیمیاپوه لینوس پاولېنګ او جان سلېټر په ګډون د ډېرو کارکوونکو په مرسته پر بېلابېلو تیوریو لکه د مالیکولي اوربیتال تیوري یا د کیمیاوي ظرفیت پر تیوریو بدله شوه. 

 د کوانټومي میدان تیوري 
د ۱۹۲۷ کال په پیل کې څېړونکو هڅه وکړه چې د واحدو ذراتو پرځای په میدانونو کې کوانټومي میخانیک وکاروي چې په پایله کې یې د کوانټومي میدان تیوري‌ګانې رامنځته شوې. په دې برخه کې لومړني کارکوونکي ډیراک، پایولي، ویسکویف او جرډن دي. د څېړنې دا ساحه د ۱۹۴۰مې لسیزې په جریان کې د فینمن، ډایسون، شوینګر او توموناګا له‌خوا د کوانټوم الکتروډینامیک په فورمول‌بندي کولو سره اوج ته ورسېده. کوانټومي الکتروډینامیک د الکترونونو، پوزیټرونونو او الکترو مقناطیسي ساحو د کوانټوم تیوري څرګندوي او د نورو کوانټومي ساحو د تیوریو لپاره د ماډل په توګه کار کوي.S. Auyang, How is Quantum Field Theory Possible?, Oxford University Press, 1995.

د کوانټوم کروموډینامیک تیوري د ۱۹۶۰مې لسیزې په لومړیو کې مطرح شوه. کومه تیوري چې دا مهال یې موږ پېژنو، په ۱۹۷۵ کال کې د ګروس او ویلچک له‌خوا رامنځته شوه. 

فزیک‌ پوهان «ګلاشو»، «واینبرګ» او «سلام» د «شوینګر»، «هیګز» او «ګلډسټون» پر څېړنو تکیه وکړه او په خپلواک ډول یې وښوده چې څنګه کولای شو کمزوری اتومي ځواک او کوانټومي الکتروډینامیک په یوه کمزوري الټریکي ځواک کې مدغم کړو او په دې توګه یې په ۱۹۷۹ کال کې د فزیک د نوبل جایزه وګټله.

 سرچينې