Kvantfüüsika ja osakeste füüsika peamine erinevus seisneb selles, et kvantfüüsika käsitleb aatomite väikseimaid energiatasemeid, osakeste füüsika aga osakesi, mis moodustavad aine ja kiirguse.
Kvantfüüsika ja osakeste füüsika on füüsika kaks peamist haru. Siiski on need üksteisest erinevad. Sellegipoolest rakendatakse kvantfüüsikat sageli osakeste füüsikas. Tegelikult nimetame osakeste füüsikat "kõrge energiaga füüsikaks", kuna see selgitab osakeste käitumist suure energiaga.
Mis on kvantfüüsika?
Kvantfüüsika on füüsika haru, milles uurime aatomite väikesemahuliste energiatasemete olemust. Selle termini teine levinud nimetus on kvantmehaanika, kuna see kirjeldab aatomite mehaanilisi omadusi. Kvantfüüsika kohaselt on energia ja impulss kvantiseeritud, objektid näitavad laine-osakeste duaalsust ning suuruste mõõtmise täpsusel on piirid.
Ajaloos tekkis kvantmehaanika mõiste Max Plancki (musta keha kiirgus) ja Einsteini (fotoelektriline efekt) leidude ja teooriatega. Varajane kvantmehaanika sai aga kuulsaks 1920. aastal Erwin Schrödingeri, Werner Heisenbergi, Max Borni ja teiste töödega.
Joonis 01: Max Planck – kvantteooria isa
Olulised valdkonnad, kus peame kvantteooriat rakendama, on kvantkeemia, kvantoptika, kvantarvutus, ülijuhtivad magnetid, valgusdioodid, laser, transistorid, pooljuhid, nagu mikroprotsessor, meditsiiniline ja teadusuuringutega seotud pildistamine, nagu magnet resonantstomograafia ja elektronmikroskoopia.
Mis on osakeste füüsika?
Osakeste füüsika on füüsika haru, milles uurime ainet ja kiirgust moodustavate osakeste olemust. Mõiste osake võib viidata erinevatele objektidele, kuid osakeste füüsikas räägime tavaliselt kõige väiksematest tuvastatavatest osakestest; subatomilised osakesed.
Subatomiliste osakeste hulka kuuluvad prootonid, neutronid, elektronid jne, mis tekivad radioaktiivsetes protsessides ja hajutamisprotsessides. Veelgi enam, osakeste füüsika käsitleb nende osakeste dünaamikat, näiteks laine-osakeste duaalsust. Need on kasulikud mõisted osakeste uurimisel. Standardmudel esitab subatomaarsete osakeste dünaamikat.
Joonis 02: elementaarosakeste standardmudel
See on; standardmudel kirjeldab kõigi subatomiliste osakeste klassifikatsiooni ning nende osakeste tugevaid, nõrku ja elektromagnetilisi põhilisi vastastikmõjusid.
Mis vahe on kvantfüüsikal ja osakeste füüsikal?
Kvantfüüsikat nimetatakse ka kvantmehaanikaks; see on nii füüsika kui ka keemia peamine haru. Peamine erinevus kvantfüüsika ja osakeste füüsika vahel on see, et kvantfüüsika tegeleb aatomite väikseimate energiatasemete skaaladega, osakeste füüsika aga aine ja kiirguse moodustavate osakestega.
Lisaks arutleb kvantfüüsika energia, impulsi, nurkimpulsi jne üle, osakeste füüsikas aga subatomaarseid osakesi, näiteks elementaarosakesi. Kui mõelda kvantfüüsika ja osakeste füüsika teooriale, siis kvantfüüsika aluseks olev teooria ütleb, et energia ja impulss on kvantiseeritud, objektid näitavad laine-osakeste duaalsust ja suuruste mõõtmise täpsusel on piirid, samas kui osakeste füüsika tegeleb subatomaarsete osakeste omadused ja dünaamika.
Allpool olev infograafik võtab kokku kvantfüüsika ja osakeste füüsika erinevused.
Kokkuvõte – kvantfüüsika vs osakeste füüsika
Kvantfüüsika ja osakeste füüsika on füüsika kaks peamist haru. Peamine erinevus kvantfüüsika ja osakestefüüsika vahel on see, et kvantfüüsika tegeleb aatomite väikseimate energiatasemete skaaladega, osakeste füüsika aga osakestega, mis moodustavad aine ja kiirguse.
