הקורס "סודות המציאות המיקרוסקופית – יישומים מתקדמים בתורת הקוונטים" מהווה המשך מתקדם ומעמיק לקורס "תורת הקוונטים", ומציע לסטודנטים הזדמנות ייחודית להעמיק את הבנתם בעולם המרתק של הפיזיקה הקוונטית ויישומיה המהפכניים. במהלך הקורס, נרחיב ונעמיק את השימוש בכלים התיאורטיים שנרכשו בקורס המקדים, תוך חשיפה למודלים מתקדמים המתארים תופעות קוונטיות מורכבות ובחינה מעמיקה של האופן שבו הפיזיקה הקוונטית משפיעה על חיי היומיום שלנו. נצלול לעומקם של אפקטים קוונטיים מסתוריים ומרתקים כגון מנהור (Tunneling), המאפשר לחלקיקים לחדור דרך מחסומים אנרגטיים באופן שנראה בלתי אפשרי בעולם הקלאסי; שזירה (Entanglement), תופעה מופלאה המקשרת בין חלקיקים ללא תלות במרחק ביניהם; וכאוס קוונטי, המשלב את התיאוריה הקוונטית עם תורת הכאוס הקלאסית. נחקור ביסודיות יישומים מתקדמים המבוססים על טכנולוגיה קוונטית פורצת דרך, כגון מחשוב קוונטי, המבטיח לפתור בעיות מורכבות בזמן קצר באופן דרמטי; הצפנה ותקשורת קוונטית, המציעות רמת אבטחה חסרת תקדים; ודימות תהודה מגנטית (MRI), המהווה כלי חיוני ברפואה המודרנית. נעמיק בבחינת הקשרים המורכבים, ההשלכות המרחיקות לכת והסתירות המאתגרות בין תורת הקוונטים לבין תיאוריות פיזיקליות מרכזיות אחרות, כגון המכניקה הניוטונית, תורת היחסות והמודל הסטנדרטי של פיזיקת החלקיקים, תוך פיתוח הבנה מעמיקה של מקומה של תורת הקוונטים במארג התיאוריות הפיזיקליות המודרניות. לצד ההיבטים המדעיים והטכנולוגיים, נקדיש מקום משמעותי לדיון מעמיק בפרדוקסים ובאספקטים הפילוסופיים העולים מתורת הקוונטים, המעסיקים כיום את קהילת הפיזיקאים והמדענים בכלל, ומאתגרים את תפיסת המציאות המקובלת. מטרות הקורס כוללות פיתוח יכולת מעמיקה לתאר ולהסביר מודלים של תופעות קוונטיות מורכבות, הבנה מעמיקה של הקשרים והמעברים בין הפיזיקה הקוונטית לבין תיאוריות פיזיקליות מובילות נוספות, והקניית יכולת להסביר את תרומתה המהפכנית של התיאוריה הקוונטית לתחומים מגוונים כגון מדעי המידע, תקשורת, רפואה ועוד. קורס זה מיועד להעניק לסטודנטים תובנות עמוקות ומיומנויות מתקדמות, החיוניות להתפתחותם האקדמית והמקצועית בתחומי המדע והטכנולוגיה המתקדמים ביותר של המאה ה-21.
* הקורס יותאם לרמת כל שכבת גיל.
The course "Secrets of the Microscopic Reality – Advanced Applications in Quantum Theory" serves as an advanced and in-depth continuation of the "Quantum Theory" course, offering students a unique opportunity to deepen their understanding of the fascinating world of quantum physics and its revolutionary applications. Throughout the course, we will expand and deepen the use of theoretical tools acquired in the prerequisite course, while exposing students to advanced models describing complex quantum phenomena and thoroughly examining how quantum physics affects our daily lives.
We will delve into mysterious and intriguing quantum effects such as tunneling, which allows particles to penetrate energy barriers in ways that seem impossible in the classical world; entanglement, a remarkable phenomenon that links particles regardless of the distance between them; and quantum chaos, which combines quantum theory with classical chaos theory.
We will thoroughly explore advanced applications based on groundbreaking quantum technology, such as quantum computing, which promises to solve complex problems dramatically faster; quantum encryption and communication, offering unprecedented levels of security; and magnetic resonance imaging (MRI), an essential tool in modern medicine.
The course will deepen the examination of complex relationships, far-reaching implications, and challenging contradictions between quantum theory and other central physical theories, such as Newtonian mechanics, relativity theory, and the Standard Model of particle physics, while developing a profound understanding of quantum theory's place in the fabric of modern physical theories.
Alongside scientific and technological aspects, we will dedicate significant time to in-depth discussions of paradoxes and philosophical aspects arising from quantum theory, which currently engage the community of physicists and scientists in general, challenging conventional perceptions of reality.
Course objectives include developing an advanced ability to describe and explain models of complex quantum phenomena, a deep understanding of the connections and transitions between quantum physics and other leading physical theories, and imparting the ability to explain the revolutionary contribution of quantum theory to diverse fields such as information science, communications, medicine, and more.
This course is designed to provide students with deep insights and advanced skills essential for their academic and professional development in the most cutting-edge fields of science and technology in the 21st century.
* The course material will be tailored to the age of the learners.