Care este natura Universului şi din ce este acesta format? Ce sunt materia, energia, spaţiul şi timpul? Cum am ajuns aici şi încotro ne îndreptăm? De-a lungul istoriei umanităţii, teoriile şi experimentele ştiinţifice tot mai puternice şi mai sofisticate au încercat să răspundă la aceste întrebări fundamentale referitoare la Univers. Cunoştinţele obţinute pe această cale ne-au condus la intuiţii revoluţionare privind natura lumii care ne înconjoară.
Tabloul particulelor elementare
În ciuda progreselor pe care le-am făcut în încercarea noastră de a înţelege universul (bosonul Higgs, de exemplu), încă mai există câteva goluri în cunoștințe noastre. Unde este marea teorie unificată sau teoria totului? Și de ce pare teoria generală a relativităţii a lui Einstein să fie în contradicţie cu mecanica cuantică? Şi totuşi, de ce am vrea să le unificăm?
Fizica cuantică prezintă o serie de trăsături contraintuitive, cum ar fi inseparabilitatea, efectul tunel şi, cum s-a demonstrat în cadrul experimentelor cu două fante, dualitatea undă-particulă. În continuare, despre experimentele de radiere cuantică.
Uitaţi de particule şi de unde. Când vine vorba de adevărata deghizare a realităţii materiale, ceea ce se află acolo depăşeşte imaginaţia noastră...cu alte cuvinte, dacă veţi alege dintre cele două variante, nu puteţi decât greşi. Realitatea e altfel şi nu încape în cuvinte.
La a cincea Conferință Solvay despre electroni şi fotoni (1927), mecanica cuantică a fost consacrată ca teorie a materiei la scară atomică. Forma cea mai generală a mecanicii cuantice va fi dată de fizicianul englez Paul Adrien Maurice Dirac (1902-1984).
În acest al cincilea episod al seriei dedicate fizicii vorbim despre variantele de modele atomice propuse la început de secol XIX şi trecem în revistă cele mai importante realizări din domeniul mecanicii cuantice, de la Niels Bohr până la Werner Heisenberg.
Atunci când ne confruntăm cu un asalt de nestăvilit al bizareriilor cuantice este tentant să etalăm citatul binecunoscut al fizicianului Richard Feynman, laureat al Premiului Nobel: „Nimeni nu înţelege mecanica cuantică".
Uitaţi de muşcăturile de păianjeni "radioactivi", expunerea la raze gama sau orice alt accident dătător de puteri supranaturale de găsit prin benzile desenate. În lumea reală, accesul la "superputeri" ne este facilitat de teoria cuantică.
Când ne referim la influenţa unui câmp electromagnetic asupra unor particule fundamentale, trebuie să luăm în calcul şi spaţiul unde nu se regăseşte un câmp electromagnetic, nu doar zona unde este acesta localizat. Citiţi despre efectul Aharonov-Bohm.
Realitatea, liberul-arbitru sau viteza luminii? La una dintre acestea trebuie să renunţăm, căci mecanica cuantică ne învaţă că nu le putem avea pe toate. În continuare vorbim despre cel mai straniu fenomen observat în universul cuantic: inseparabilitatea cuantică.
Cum ne-am putea apăra de o bombă care poate fi declanşată de un singur foton? Există câteva trucuri cuantice care ne pot fi de ajutor, garantându-ne siguranţa în 25% din cazurile în care am îndrepta particule de lumină către un asemenea dispozitiv.
„Din nimic, nimic va ieşi" o avertizează Regele Lear pe Cordelia în opera omonimă scrisă de Shakespeare. În lumea cuantică lucrurile se petrec într-un mod diferit: în acest microunivers aparte ceva ia naştere din nimic şi poate pune lucrurile în mişcare.
Un ibric supravegheat nu fierbe niciodată. Înarmaţi cu bun simţ şi cunoştinţe legate de fizica clasică, am putea contesta această afirmaţie. Doar că fizica cuantică ne-ar putea reduce la tăcere, contrazicându-ne cu argumente. Detalii, în continuare.
De la pisici moarte şi vii în acelaşi timp până la particule care apar de nicăieri, de la fotoni care urmează două traiectorii simultan până la acţiuni ciudate la distanţă, fizica cuantică ne dărâmă intuiţiile legate de felul în care funcţionează lumea.
În ultima parte a articolului, Michael Brooks face referire la o a treia interpretare a teoriei cuantice, interpretarea Broglie-Bohm, care apelează la un set de aşa-numite variabile ascunse pentru a elucida misterele universului subatomic.
Dacă apreciezi articolele SCIENTIA, sprijină site-ul cu o donație! |
Cumpără un exemplar printat!
Clic pe imagine pt. detalii.