Подготвил: Ралица Благовестова
Илюстративен материал: Регионална библиотека – Плевен
Квантовият физик Насим Харамайн в интервюта на Обри Маркъс и Андре Дъкъм:
Квантовата механика започва с Макс Планк, който се опитва да направи по-добра електрическа крушка. Поръчано му e от група различни организации, които се опитват да подобрят електрическата крушка, защото по онова време не е издържала много дълго. Макс разглежда проблема в детайли и се опитва да вникне в термодинамиката на елемента, който излъчва фотони, излъчва електромагнитни полета, когато го нагреем.
Уравненията в класическата физика навремето казват нещо наистина странно – че елементът трябва да излъчва безкрайно количество ултравиолетова радиация, което не отговаря на замерваното в лабораторията. Това разминаване е наречено “ултравиолетова катастрофа”. Той се опитва да намери решение и за да заработи уравнението, наречено впоследствие закон на Планк, добавя малък свободен параметър – h (константа на Планк), модифициран по-късно в h-bar. Уравнението указва, че електромагнитното поле, което се излъчва от елемента, когато нагряваме нещо, всъщност излиза на пакети от дребни въртящи се частици, като импулсни пакети, които по-късно са описани с h или h-bar. В крайна сметка Айнщайн взема този пакет от енергия и заявява, че може да обясни фотоелектричния ефект с него. Оттам идва концепцията за фотоните. Малките пакети енергия удрят електрони и ги изхвърлят от орбита. Така работят фотоклетките, които използваме за слънчеви панели. Получава Нобелова награда за това. Айнщайн не получава Нобелова награда за Теорията на относителността – получава Нобеловата си награда за принос в полагането основите на квантовата механика.
Законът на Планк казва, че при електромагнитно излъчване Вселената излъчва и поглъща пакети енергия (нарича ги кванти, от латинскoто quantum, “колко”, “какво количество” – б.пр.). Уравнението описва осцилатор. Осцилаторът се визуализира най-добре като малък вихър, който генерира трептения, поглъщайки и излъчвайки фотони. Описанието на осцилатора е в основата на квантовата механика. Можем да си го представим като единичен протон, като ядрото на атом или цял атом, който сам по себе си е осцилатор. Когато се преподава, вместо да се каже на учениците да си представят малка въртяща се частица като осцилатор, им се дава за визуализация пружинка/струна, с тежест в края й. Двете са математически съпоставими, така че математически това е приемливо, с тази разлика, че ако си мислите, че Вселената прави струни с тежести в края, вие нямате реална представа какво всъщност описвате с уравнението си. Този тип аналогии са много деструктивни по отношение на способността ни действително да разбираме Вселената, защото започваме да създаваме в главите си модели, които нямат нищо общо с реалността.
Представете си, че описвате атома като малък осцилатор и константата, която Планк е поставил там, за да работи уравнението, дава правилния отговор за спектрите на светлината, излизащи от жичката. Той предсказа всички правилни стойности за различните температури с различните цветове от светлинния спектър, което е законът на Планк, като се отървава от безкрайното ултравиолетово лъчение, но неочаквано предсказа и нещо повече от това.
Обри: Ще нагазим в дълбокото, а искам и да споделя с хората, че наскоро публикувахте статия, която съдържа нереално количество уравнения и потвърждава всичко, което говорите.
Насим: Работя с физици от най-големите школи в Европа и не се подвеждайте, че описанията ми не са рецензирани. Не се нуждаете от чак толкова математика, за да следвате уравненията в поднесеното. Опитваме се да го напишем по най-достъпния за усвояване начин.
(следва продължение ТУК)
Mоже да изтеглите изложбата на
Регионална библиотека – Плевен в пдф-формат от ТУК.
