Andrzej Dragan, profesor fizyki na Uniwersytecie Warszawskim, specjalizuje się mechaniką kwantową i w przystępny sposób przybliża czytelnikowi tajniki tej niezwykłej dziedziny nauki. Wstępem do jej zrozumienia jest teoria względności Einsteina, którą bardzo obrazowo przedstawia przypadek kota Schrodingera. Niestety przykład ten jest trochę mylący, a w rzeczywistości chodzi o wyjaśnienie terminu superpozycji cząstek kwantowych. Autor wyjaśnia to zdecydowanie lepiej. Foton przechodzący przez półprzejrzyste szkiełko może się od niego odbić lub przeniknąć. Ustawienie dwóch detektorów dowodzi jednak, że oba warianty są realizowane zgodnie z właściwościami szkiełka. Biorąc pod uwagę, że fotony nie różnią się od siebie niczym, są identyczne, należy zadać sobie pytanie co warunkuje ich dwojakie zachowanie w szkiełku. Dlaczego raz się odbijają, a raz je przenikają? Łatwo zresztą obalić tezę różnych rodzajów fotonów, gdyż ustawiając dalej kolejne identyczne szkiełko otrzymamy taki sam rezultat czyli fotony będą raz przenikać, a raz się odbijać. Teoria względności zakłada, że każdy foton znajduje się w stanie superpozycji, czyli przyjmuje każdą z możliwych opcji jednocześnie. Dopiero fakt obserwacji ustala tylko jedną możliwą opcję. Bez obserwacji foton, w tym przykładzie, zarówno odbija się od szkiełka jak i przez nie przenika. Kolejnym z poruszonych aspektów jest grawitacja i jej odziaływanie na czas. Ogólnie rzecz biorąc im wyższa grawitacja tym czas bardziej zwalnia. Teoretycznie nasze stopy starzeją się wolniej niż głowa, gdyż jest zwykle dalej od Ziemi. W ekstremalnym przypadku czarnej dziury, w miejscu horyzontu zdarzeń czas zatrzymuje się całkowicie. Obserwując obiekt wpadający do czarnej dziury z zewnątrz widać będzie jak zwalnia by całkowicie się zatrzymać na tej tajemniczej granicy. Z punktu widzenia obserwatora podróżującego w kierunku osobliwości (centrum czarnej dziury) nic się jednak nie stanie. Osoba taka będzie podróżować całkiem normalnie i bez większych efektów mini horyzont zdarzeń. Fizyka kwantowa dowodzi również, że prędkość obiektów jest całkowicie nieistotna, gdyż jest względna. Dla kierowcy jadącego samochodem to świat porusza się wokół niego, a dla osoby stojącej przy drodze to samochód się porusza. Istotne są za to przyspieszenia, a ich ekstremalne wartości potrafią zainicjować niezwykłe rzeczy. Przy przyspieszeniu rzędu niewyobrażalnego dla człowieka w próżni kwantowej zaczynają pojawiać się cząstki materii zwykle nie obserwowane. Ta właściwość wykorzystywana jest w akceleratorach cząstek, gdzie rozpędzane do prędkości bliskiej prędkości światła cząstki zderzają się nagle co powoduje niewyobrażalne przeciążenia i w rezultacie pojawienie się nieznanych dotąd cząstek jak choćby kwarki. Dragan zwraca jednak uwagę, że nijak do tych teorii pasuje zjawisko grawitacji, które jest obecnie jednym z największych wyzwań współczesnej fizyki.
Ocena: 5/5
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz