पुंज यामिकी

पुंज यामिकी (इंग्लिश: Quantum Mechanics) ही भौतिकशास्त्राची एक महत्त्वाची शाखा आहे. यामध्ये मुख्यतः अतिसूक्ष्म कणांच्या वर्तणुकीचा अभ्यास केला जातो. अभिजात यामिकी ही अतिसूक्ष्म स्तरावर चुकीचे निष्कर्ष देते त्यामुळे सूक्ष्म गोष्टींचे खरे वर्णन हे पुंज यामिकी वापरूनच करावे लागते. पुंज यामिकी ही तिच्या संकल्पनेमध्ये अत्यंत वेगळी शाखा आहे आणि या शाखेतील नियम बऱ्याचदा आपल्या रोजच्या जिवनात अनुभवास येणाऱ्या गोष्टींपेक्षा अत्यंत वेगळे असल्यामुळे बऱ्याचदा चमत्कारिक आणि अविश्वसनीय वाटू शकतात. यातील काही नियम म्हणजे कण-तरंग द्वैत्व, ऊर्जा व संवेग यांचे खंडीत स्वरूप आणि अनिश्चिततेचे तत्त्व. कोणतीही गोष्ट पुंजस्थितीत असते तेंव्हा तिच्या एकापेक्षा अधिक संभाव्य अवस्था अस्तिवात असू शकतात. एखादी घटना घडत असताना पुढच्या क्षणी ज्या ज्या संभव अवस्था आहेत त्या सर्व पुंजस्थिती मध्ये अस्तित्त्वात असतात. पण प्रत्यक्ष तो क्षण आला कि मात्र आपल्याला त्यातली फक्त एकच अवस्था दिसते/अनुभवता येते.

क्वांटम मेकॅनिक्स हा भौतिकशास्त्रातील एक मूलभूत सिद्धांत आहे, जो अणू आणि उपआण्विक कणांच्या प्रमाणात निसर्गाच्या भौतिक गुणधर्मांचे वर्णन करतो. क्वांटम रसायनशास्त्र, क्वांटम फील्ड सिद्धांत, क्वांटम माहिती विज्ञान, क्वांटम तंत्रज्ञानासह सर्व क्वांटम भौतिकशास्त्राचा पाया आहे.

शास्त्रीय भौतिकशास्त्र, क्वांटम मेकॅनिक्सच्या आगमनापूर्वी अस्तित्त्वात असलेल्या सिद्धांतांचा संग्रह, निसर्गाच्या अनेक पैलूंचे सामान्य (मॅक्रोस्कोपिक) स्केलवर वर्णन करते, परंतु लहान (अणु आणि उपपरमाणू) स्केलवर त्यांचे वर्णन करण्यासाठी ते पुरेसे नाही. शास्त्रीय भौतिकशास्त्रातील बहुतेक सिद्धांत मोठ्या (मॅक्रोस्कोपिक) स्केलवर वैध अंदाज म्हणून क्वांटम मेकॅनिक्समधून काढले जाऊ शकतात.

क्वांटम मेकॅनिक्स हे शास्त्रीय भौतिकशास्त्रापेक्षा वेगळे आहे की ऊर्जा, संवेग, कोनीय संवेग आणि बद्ध प्रणालीचे इतर प्रमाण स्वतंत्र मूल्यांपुरते मर्यादित आहेत (परिमाणीकरण), वस्तूंमध्ये कण आणि लहरी (तरंग-कण द्वैत) दोन्हीची वैशिष्ट्ये आहेत आणि मर्यादा आहेत. प्रारंभिक परिस्थितींचा संपूर्ण संच (अनिश्चितता तत्त्व) दिल्यास, भौतिक प्रमाणाचे मूल्य त्याच्या मोजमापाच्या आधी किती अचूकपणे वर्तवले जाऊ शकते.

शास्त्रीय भौतिकशास्त्राशी समेट होऊ न शकणाऱ्या निरीक्षणांचे स्पष्टीकरण देण्यासाठी हळूहळू क्वांटम मेकॅनिक्सची निर्मिती झाली, जसे की मॅक्स प्लँकने 1900 मध्ये ब्लॅक-बॉडी रेडिएशन समस्येचे निराकरण केले आणि अल्बर्ट आइनस्टाइनच्या 1905च्या पेपरमधील ऊर्जा आणि वारंवारता यांच्यातील पत्रव्यवहार ज्याने फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव स्पष्ट केला. सूक्ष्म घटना समजून घेण्याच्या या सुरुवातीच्या प्रयत्नांमुळे, ज्याला आता "जुना क्वांटम सिद्धांत" म्हणून ओळखले जाते, नील्स बोहर, एर्विन श्रोडिंगर, वर्नर हायझेनबर्ग, मॅक्स बॉर्न आणि इतरांनी 1920च्या मध्यात क्वांटम मेकॅनिक्सचा पूर्ण विकास केला. आधुनिक सिद्धांत विविध विशेष विकसित गणितीय औपचारिकतेमध्ये तयार केला जातो. त्यापैकी एकामध्ये, वेव्ह फंक्शन नावाचे गणितीय अस्तित्त्व, संभाव्यतेच्या विपुलतेच्या रूपात, कणाची ऊर्जा, गती आणि इतर भौतिक गुणधर्मांचे कोणते मोजमाप मिळवू शकतात याबद्दल माहिती प्रदान करते.