الفيزياء

الألوان الزاهية التي تظهر في بقعة زيت تطفو على الماء أو في فقاعة صابون مضاءة بنور الشمس تكون ناتجة عن التداخل، حيث أن ألمع الألوان هي تلك التي تتدخل بشكل بناء

إن أحد الأساليب الرائعة هو مجهر المسح النفقي (STM)، الذي اخترعه في عام 1981 جيرد بينيج وهاينريش روهرر في آي بي إم زيورخ. في الواقع، إذ لا تستطيع (STMs) رؤية الذرات الفردية فحسب بل يمكن أيضًا استخدامها لمعالجة الذرات.

بينما ناقش الفيزيائيون طبيعة الحالة الكمومية منذ الأيام الأولى لنظرية الكم وأشهرها أن بور كان يؤيد التفسير الوجودي وأن أينشتاين يجادل للتفسير المعرفي فإن معظم الأدلة الحديثة دعمت وجهة النظر القائلة بأن الحالات الكمومية تمثل الواقع بالفعل.

هناك أربع حالات للمادة الشائعة في الحياة اليومية وهي الغازات والسوائل والمواد الصلبة والبلازما، ومع ذلك هناك أيضًا حالة خامسة للمادة وهي مكثفات بوز-آينشتاين.

يضيء مبدأ عدم الاحتمالية الخلفية العلمية للصدفة والاحتمال، إذ إنه يوضح في النهاية أنه حتى تلك الأحداث التي قد تعتبر "معجزة" من المتوقع أن تكون في الواقع متوقعة، طالما هناك معلومات صحيحة.

إن النفق الكمي هو ظاهرة يمكن أن تظهر فيها ذرة أو جسيم دون ذري على الجانب الآخر من الحاجز الذي يستحيل على الجسيم اختراقه، ويبدو الأمر كما لو كنت تمشي وواجهت جدارًا يبلغ ارتفاعه 10 أقدام (3 أمتار) يمتد بقدر ما تستطيع العين رؤيته.

يصف توزيع بوز-آينشتاين السلوك الإحصائي لجسيمات الدوران الصحيحة التي تسمى البوزونات، ففي درجات الحرارة المنخفضة، يمكن للبوزونات أن تتصرف بشكل مختلف تمامًا عن الفرميونات لأن عددًا غير محدود منها يمكن أن يتجمع في نفس حالة الطاقة

في فيزياء الجسيمات، البوزون هو نوع من الجسيمات يخضع لقواعد إحصائيات بوز-آينشتاين، حيث تحتوي هذه البوزونات أيضًا على دوران كمي يحتوي على قيمة عدد صحيح، مثل 0، 1، -1، -2، 2، إلخ، وأيضا مثل 1/2 و -1 / 2 و -3 / 2 وما إلى ذلك.

يتم إنجاز دراسة مستويات الطاقة الذرية من خلال مراقبة التحولات بين مستويات طاقة الإلكترون في الأطياف الذرية، ويمكن تقسيم الأطياف إلى نوعين، أطياف الانبعاث والامتصاص.

إن طاقات التأين في فيزياء الكم تسمى أيضًا إمكانات التأين، في الكيمياء والفيزياء، وهي كمية الطاقة المطلوبة لإزالة إلكترون من ذرة أو جزيء معزول.

في حل معادلة شرودنجر للهيدروجين، يجب أن تعتمد مستويات طاقة إلكترون الهيدروجين فقط على الرقم الكمي الأساسي ن، وفي عام 1951، اكتشف ويليس لامب أن هذا لم يكن كذلك

خطوط فراونهوفر هي عبارة عن خطوط الامتصاص المظلمة في طيف النجوم (مثل الشمس)، والتي تنتج عن الامتصاص الانتقائي لإشعاع النجم بأطوال موجية محددة بواسطة عناصر غاز مختلفة موجودة في الغلاف الجوي.

الظواهر الكمومية العيانية هي عمليات توضح التحركات الكمية على المستوى العياني، وليس على المفهوم الذري حيث تنتشر التأثيرات الكمومية؛ وتكون أشهر الأمثلة على الظواهر الكمية العيانية هي السيولة الفائقة والموصلية الفائقة

الفكرة الأساسية التي يقوم عليها الراديو الكمي، هي أنه عندما يتفاعل نظام كمي مع جهاز قياس، فإن وظائف الموجة الخاصة بهما تصبح متشابكة بحيث يتوقف النظام الكمي الأصلي عن الوجود ككيان مستقل.

المغناطيس النانوي هو نظام دون ميكرومتر يقدم ترتيبًا مغناطيسيًا تلقائيًا عند صفر مجال مغناطيسي مطبق؛ حيث يمنع الحجم الصغير للمغناطيسات النانوية تكوين المجالات المغناطيسية.

الملاقط الضوئية هي أدوات علمية تستخدم شعاع ليزر شديد التركيز لاحتجاز وتحريك الأجسام الصغيرة مثل الخلايا والذرات والجسيمات النانوية والقطرات بطريقة تشبه الملاقط.

هدف المصادم الكبير LHC هو السماح للفيزيائيين باختبار تنبؤات النظريات المختلفة لفيزياء الجسيمات؛ بما في ذلك قياس خصائص بوزون هيغز، والبحث عن عائلة كبيرة من الجسيمات الجديدة التي تنبأت بها نظريات التناظر الفائق.

المعلومات الكمومية هي حل المشكلات ومعالجة البيانات باستخدام نظام كمي كحامل للمعلومات، بدلاً من الأرقام الثنائية والصفر المستخدمة في العمليات الحسابية التقليدية

تتوافق نماذج الكون الثابت مع معظم الملاحظات بدون معلمات قابلة للتعديل، ويمكن أن يتطابق الانفجار العظيم مع كل من الملاحظات الحرجة، ولكن فقط مع المعلمات القابلة للتعديل.

علم الأحياء الكمي، يستخدم الأساليب والتقنيات الكمية لتحليل النظم البيولوجية ودمجها، وبناء ونمذجة أنظمة الحياة المهندسة، واكتساب فهم أعمق لعلوم الحياة، ويهدف إلى توفير منصة ليس فقط للتحليل ولكن أيضًا لتكامل وبناء النظم البيولوجية.

إن الديناميكا اللونية الكمومية (QCD) في الفيزياء، هي النظرية التي تصف عمل قوة قوية، حيث تم إنشاء QCD الديناميكا الكهربائية الكمية، على غرار نظرية المجال الكمي (QED) للقوة الكهرومغناطيسية

يحدث تشتت مي الذي يشار إليه أحيانًا بالنثر في أقل من أربعة آلاف وخمسمئة متر  قدم من الغلاف الجوي، حيث قد تكون العديد من الجسيمات الكروية الأساسية التي يبلغ قطرها نفس الطول الموجي للشعاع الساقط الحالي؛ ولا تحتوي نظرية تشتت مي على حدود للحجم الأعلى؛ وتتقارب مع حدود البصريات الهندسية للجسيمات الكبيرة.

لا يمكن فهم حيود الجسيمات إلا على أساس نظرية الكم، حيث أن الانعراج هو ظاهرة موجية، ولوحظ في انتشار مجموعة متنوعة من الموجات ومن وجهة نظر الفيزياء الكلاسيكية، فإن الانعراج مستحيل في تشتت الجسيمات.

في الأساس لا يمكن معرفة موقع وزخم الجسيم في نفس الوقت، وفي العالم الكلاسيكي يمكن معرفة مكان وجود شيء ما ومدى سرعته، لكن من المستحيل فعل ذلك بالضبط في ميكانيكا الكم

نظرية الكثافة الوظيفية (DFT) هي طريقة ميكانيكا الكم (QM) تستخدم في الكيمياء والفيزياء لحساب التركيب الإلكتروني للذرات والجزيئات والمواد الصلبة، ولقد كان شائعًا جدًا في فيزياء الحالة الصلبة الحسابية.

تعتبر الرغوة الكمومية أو رغوة الزمكان تقلبًا كميًا نظريًا للزمكان على نطاقات صغيرة جدًا بسبب ميكانيكا الكم، حيث تتنبأ النظرية أنه في هذه المقاييس الصغيرة يتم تكوين وتدمير جسيمات المادة والمادة المضادة باستمرار، إذ تسمى هذه الأجسام دون الذرية بالجسيمات الافتراضية.

يشكل مبدأ التراكب العمود الفقري الأساس لنظرية الكم، إذ إن البنية الخطية الناتجة عن نظرية الكم صلبة من الناحية الهيكلية لدرجة أن العبث بها قد يكون له عواقب وخيمة

تلقي إحدى التجارب الضوء على كيفية تطور المادة الكمومية من التعقيد إلى البساطة، وذلك من خلال تبريد الذرات لدرجة حرارة قريبة جدًا من الصفر المطلق حيث تكون التأثيرات الكمومية مهمة باستخدام المصائد المغناطيسية التي تنتجها شريحة إلكترونية خاصة والليزر للتحكم فيها، إذ تمكن الباحثون من مراقبة الذرات بدقة في الوقت المناسب.

إن القوة التي تسبب التقاط الإلكترون، هي رد فعل نووي ضعيف، إذ يحدث التقاط الإلكترون عن طريق تفاعل نووي ضعيف يتوقف الإلكترون عن الوجود بدلا من ذلك يظهر نيوترون ونيوترينو.

الهدف من البحث الكمي هو تطوير واستخدام النماذج والنظريات والفرضيات الرياضية المتعلقة بالظواهر، إذ تعتبر عملية القياس مركزية للبحث الكمي؛ لأنها توفر العلاقة الأساسية بين الملاحظة التجريبية والتعبير الرياضي للعلاقات الكمية.