Минимальное квантовое взаимодействие в микромире

Микросостояние микрообъектов зависит от неконтролируемых квантовых воздействий со стороны окружения. Установлено, что в микромире существует ограничение на величину квантового воздействия, т.е. природа обладает минимальной «порцией» квантового действия, меньше которого не существует. Этот факт является фундаментальным законом природы. Этот закон не зависит от типа объекта и от характера внешнего воздействия, а зависит от того, что в природе существует минимальная "порция" квантового воздействия.

Впервые в 1900 г. минимальную «порцию» квантового воздействия обнаружил немецкий ученый Макс Планк. Планк изучил процессы испускания и поглощения света веществом и показал, что вещество испускает и поглощает свет в виде дискретных "порций" энергии, т.е. квантов (фотонов). Энергия кванта определяется по закону Планка: , где - энергия кванта, h=6,62 ּ 10^─ ³⁴ Дж ּ с., постоянная Планка и - частота излучения. Планк установил, что взаимодействие электромагнитного излучения с веществом не зависит от типа вещества, а зависит от частоты электромагнитного излучения.

Минимальную "порцию" квантового воздействия (ћ) Планк определил по формуле ћ=h/2π=1,054 ּ 10^–34 Дж ּ с, где ћ - постоянная Планка или элементарным квантовым воздействием. Любое квантовое воздействие, происходящее в природе, меняется кратно к ћ: L=N ּ ћ, где L момент импульса, N целое число. Размерность [ћ]=Джּс=Нּмּс=кгּ(м/с)ּм – это размерность момента импульса. Постоянная Планка ћ является мировой константой и является, такой фундаментальной величиной, как скорость света и гравитационная постоянная. Фундаментальность и универсальность ћ проявляется в том, что все физические формулы, характеризующие состояние микрочастиц, содержат постоянную Планка.

Значение очень мало, поэтому она в макроскопических масштабах себя не проявляет. В микромире время и расстояние остаются непрерывными, а энергия, импульс и момент импульса являются дискретными. Однако Планк считает, что пространство и время, в планковском масштабе, соответственно ℓ_пл=10^–33 см и τ=10^–43 с являются квантованными. Классическое естествознание не признает дискретность всяких величин.

Таким образом, "атомизм" вещества и "атомизм" электричества дополнен "атомизмом" воздействия. Атомизм вещества означает, что все химические элементы состоят из определенных типов атомов. Атомы – это наименьшие частицы, которые проявляют химические свойства. Атомизм электричества означает, что в природе существует минимальный заряд – заряд электрона, меньше которого не бывает. Любой заряд является кратным к заряду электрона. Дальнейшая доработка идеи атомизма, привела к созданию квантовой физики. Ее законы показывают, что если значением можно пренебречь, тогда это - область классической физики, если нет, тогда – квантовой физики. Величайшее достижение квантовой физики состоит в том, что она развила неклассический взгляд на природу. Итак, Планк открыл эпоху неклассического естествознания.