فيزياء الكم

فيزياء الكم هي فرع من فروع الفيزياء يدرس المادة والطاقة على مستوى الذرات والجسيمات دون الذرية. وعند هذه المقاييس الصغيرة جداً، لا تتصرف الطبيعة دائماً بالطريقة التي نلاحظها في حياتنا اليومية. فبدلاً من الاعتماد على قوانين الفيزياء الكلاسيكية وحدها، تُوصف جسيمات مثل الإلكترونات والفوتونات باستخدام ميكانيكا الكم.

وقبل إجراء القياس، لا يمكن تحديد بعض خصائصها إلا من خلال الاحتمالات. كما تتميز الأجسام الكمية بما يُعرف بازدواجية الموجة والجسيم، إذ قد تُظهر سلوكاً يشبه الموجات أو الجسيمات تبعاً لنوع التجربة. ورغم أن هذه المفاهيم تبدو غير مألوفة، فقد أكدت صحتها تجارب علمية كثيرة على مدى أكثر من قرن.

تُعد فيزياء الكم من أدق النظريات العلمية التي طُورت حتى اليوم، وتشكل الأساس للعديد من التقنيات الحديثة. فهي تفسر بنية الذرات وكيفية تكوّن الروابط الكيميائية والخصائص المختلفة للمواد. وتعتمد تقنيات مثل الليزر وأشباه الموصلات ومصابيح LED والتصوير بالرنين المغناطيسي على مبادئ كمية.

ويعمل الباحثون أيضاً على تطوير الحواسيب الكمية، التي قد تتمكن من حل أنواع معينة من المسائل بسرعة تفوق كثيراً أسرع الحواسيب الحالية، من دون أن تحل محلها في جميع الاستخدامات. وقد غيّرت فيزياء الكم فهمنا للطبيعة على أصغر المقاييس، وأسهمت في تطوير تقنيات أصبحت جزءاً أساسياً من العالم الحديث.