Ποιες άλλες φυσικές ποσότητες κβαντοποιούνται εκτός από τη χρέωση;

Έχετε δίκιο να σκεφτείτε την ποσοτικοποίηση πέρα ​​από την χρέωση! Ενώ η φόρτιση είναι ένα από τα πιο διάσημα παραδείγματα, υπάρχουν πολλές άλλες φυσικές ποσότητες που κβαντοποιούνται, πράγμα που σημαίνει ότι μπορούν να υπάρχουν μόνο σε διακριτές τιμές, όπως τα βήματα σε μια σκάλα. Εδώ είναι μερικά:

1. Ενέργεια:

* Άτομα και μόρια: Τα ηλεκτρόνια στα άτομα μπορούν να καταλαμβάνουν μόνο συγκεκριμένα επίπεδα ενέργειας, οδηγώντας σε ξεχωριστές φασματικές γραμμές.

* φως: Το φως υπάρχει ως πακέτα ενέργειας που ονομάζονται φωτόνια, με ενέργεια που καθορίζεται από τη συχνότητα τους.

* σωματίδια: Στην κβαντική μηχανική, τα σωματίδια έχουν κβαντισμένα επίπεδα ενέργειας, ειδικά όταν περιορίζονται σε ένα μικρό χώρο.

2. Γωνιακή ορμή:

* άτομα: Τα ηλεκτρόνια που περιστρέφονται γύρω από τον πυρήνα έχουν κβαντίσει τη γωνιακή ορμή, που σημαίνει ότι μπορούν να γυρίσουν μόνο σε συγκεκριμένους ρυθμούς.

* Φωτόνια: Τα φωτόνια έχουν κβαντίσει τη γωνιακή ορμή, η οποία καθορίζει την πόλωση τους (κατεύθυνση ταλάντωσης).

3. Περιστροφή:

* Στοιχειώδη σωματίδια: Τα σωματίδια όπως τα ηλεκτρόνια, τα πρωτόνια και τα νετρόνια διαθέτουν εγγενή γωνιακή ορμή που ονομάζεται περιστροφή. Αυτή η περιστροφή κβαντοποιήθηκε και μπορεί να πάρει μόνο συγκεκριμένες τιμές, συνήθως πολλαπλάσια του ħ/2, όπου ħ είναι η μειωμένη σταθερά planck.

4. Μαγνητική στιγμή:

* άτομα: Οι ατομικές μαγνητικές στιγμές, που προκύπτουν από την περιστροφή και την τροχιακή κίνηση των ηλεκτρονίων, κβαντίζονται και οδηγούν σε φαινόμενα όπως ο παραμαγνητισμός και ο σιδηρομαγνητισμός.

5. Χρωματική φόρτιση (στο πλαίσιο της κβαντικής χρωμοδυναμικής):

* Quarks: Τα Quarks, τα θεμελιώδη σωματίδια που αποτελούν πρωτόνια και νετρόνια, φέρουν έναν τύπο φορτίου που ονομάζεται "χρωματική φόρτιση". Αυτό το χρωματικό φορτίο έρχεται σε τρεις τύπους (κόκκινο, πράσινο και μπλε) και είναι κβαντοποιημένο.

6. Άλλες κβαντοποιημένες ποσότητες:

* Spacetime: Ενώ ο χώρος και ο χρόνος συχνά θεωρούνται ως συνεχείς, υπάρχουν εικασίες για την ποσοτικοποίηση τους σε πολύ μικρές κλίμακες σε θεωρίες όπως η κβαντική βαρύτητα βρόχου.

* βαρύτητα: Η ποσοτικοποίηση της βαρύτητας αποτελεί σημαντική πρόκληση στη θεωρητική φυσική, αλλά ορισμένες θεωρίες, όπως η θεωρία των χορδών, υποδηλώνουν ότι μπορεί επίσης να κβαθεί.

Σημαντική σημείωση: Η ποσοτικοποίηση είναι συνέπεια της δυαδικότητας των κυμάτων-σωματιδίων της ύλης και της θεμελιώδους φύσης της κβαντικής μηχανικής. Σε μακροσκοπικές κλίμακες, αυτές οι κβαντοποιημένες τιμές μπορούν να εμφανίζονται συνεχείς λόγω της μικρότητας των κβαντικών βημάτων.