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हाइजेनबर्ग अनिश्चितता सिद्धांत

1927
  • Werner Heisenberg
Physicist analyzing particle model in vintage laboratory, Heisenberg Uncertainty Principle.

(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)

It is impossible to simultaneously know with perfect accuracy certain pairs of complementary physical properties of a particle. The most common example is the position [latex]x[/latex] and momentum [latex]p[/latex]. The principle states that the product of their uncertainties, [latex]\Delta x[/latex] and [latex]\Delta p[/latex], करना ही होगा be greater than or equal to a specific value: [latex]\Delta x \Delta p \ge \frac{\hbar}{2}[/latex].

हाइजेनबर्ग अनिश्चितता सिद्धांत क्वांटम यांत्रिकी का एक मूलभूत सिद्धांत है, न कि मापन तकनीक की सीमाओं के बारे में कोई कथन। यह क्वांटम प्रणालियों के एक अंतर्निहित गुण को दर्शाता है। यह सिद्धांत सभी क्वांटम वस्तुओं की तरंग-समान प्रकृति से उत्पन्न होता है। किसी कण की स्थिति और संवेग का वर्णन उसके तरंग फलन द्वारा किया जाता है। एक तरंग फलन जो अंतरिक्ष में अत्यधिक स्थानीयकृत (छोटा [latex]Delta x[/latex]) होता है, अनिवार्य रूप से कई अलग-अलग संवेग तरंगों के व्यापक अध्यारोपण से बना होता है, जिसके परिणामस्वरूप संवेग में बड़ी अनिश्चितता (बड़ा [latex]Delta p[/latex]) होती है। इसके विपरीत, एक अच्छी तरह से परिभाषित संवेग (छोटा [latex]Delta p[/latex]) वाला तरंग फलन स्थानिक रूप से फैला हुआ तरंग होना चाहिए, जिससे स्थिति में बड़ी अनिश्चितता (बड़ा [latex]Delta x[/latex]) होती है।

यह सिद्धांत किसी भी दो "संयुग्मी चरों" पर लागू होता है, जो निम्नलिखित माध्यम से संबंधित होते हैं। फूरियर क्वांटम यांत्रिकी के गणितीय औपचारिकता में परिवर्तन होते हैं। एक अन्य महत्वपूर्ण युग्म ऊर्जा (E) और समय (t) है, जिनके बीच संबंध ΔE Δt ≥2 है। इसका तात्पर्य यह है कि किसी ऐसी अवस्था की ऊर्जा, जो केवल थोड़े समय के लिए विद्यमान रहती है, का सटीक निर्धारण नहीं किया जा सकता। इसके कई गंभीर परिणाम हैं, जैसे क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत में अस्थायी रूप से आभासी कणों का निर्माण संभव होना, जो मूलभूत बलों का मध्यस्थता करते हैं। अनिश्चितता सिद्धांत शास्त्रीय भौतिकी द्वारा परिकल्पित नियतिवाद को मौलिक रूप से सीमित करता है, और इसे सबसे छोटे पैमाने पर प्रकृति के संभाव्य विवरण से प्रतिस्थापित करता है।

UNESCO Nomenclature: 2210
क्वांटम भौतिकी

Type

सार प्रणाली

व्यवधान

क्रांतिकारी

उपयोग

व्यापक उपयोग

शगुन

  • मैट्रिक्स यांत्रिकी (1925)
  • तरंग यांत्रिकी (श्रोडिंगर, 1926)
  • फूरियर विश्लेषण
  • बॉर्न नियम (तरंग फलन की संभाव्य व्याख्या, 1926)

आवेदन

  • परमाणुओं की स्थिरता को समझना
  • क्वांटम टनलिंग की व्याख्या करना
  • परमाणु की मूल अवस्थाओं के आकार और ऊर्जा का अनुमान लगाना
  • क्वांटम मापन में मौलिक सीमाएँ और सिग्नल प्रोसेसिंग
  • मात्रा क्रिप्टोग्राफी

पेटेंट:

NA

संभावित नवाचार विचार

  • क्वांटम अवस्थाओं पर आधारित क्रिप्टोग्राफी के लिए क्लोन न किए जा सकने वाली भौतिक कुंजियाँ
  • ऐसे सेंसर जो अत्यधिक संवेदनशील पहचान के लिए क्वांटम उतार-चढ़ाव का फायदा उठाते हैं
  • क्वांटम कंप्यूटरों के लिए शोर-रद्दीकरण तकनीक
  • methods for ‘squeezing’ quantum uncertainty for precision measurement
  • क्वांटम अनिश्चितता से प्रेरित स्टोकेस्टिक कंप्यूटिंग आर्किटेक्चर
  • आभासी कण-आधारित ऊर्जा उत्पादन अवधारणाएँ
  • क्वांटम यादृच्छिक संख्या जनरेटर
  • सुरक्षित संचार प्रोटोकॉल जो माप में गड़बड़ी के माध्यम से जासूसी का पता लगाते हैं
संबंधित विषय: अनिश्चितता सिद्धांत, वर्नर हाइजेनबर्ग, क्वांटम यांत्रिकी, संयुग्मी चर, स्थिति, संवेग, तरंग फलन, क्वांटम मापन।

ऐतिहासिक संदर्भ

हाइजेनबर्ग अनिश्चितता सिद्धांत

1925
1926
1926
1927
1927
1930
1930
1924
1925
1926
1927
1927
1930
1930
1930

(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)

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