Cum s-a impus cuantica asupra fizicii - partea a doua
[[{"type":"media", "view_mode":"media_large", "fid":"271", "attributes":{"class":"media-image size-thumbnail wp-image-592 alignleft", "typeof":"foaf:Image", "style":"float:left;margin-right:10px;", "width":"150", "height":"120", "alt":"la-realidad-cuantica-y-la-conciencia"}}]]Daca Planck introducea temperatura corpului, formula sa ii dadea intensitatea corecta a radiatiilor, la fiecare frecventa. Formula sa avea nevoie de o “variabila inventata”, care sa o faca sa se potriveasca cu datele – un numar pe care Planck l-a numit h. Noi acum il numim “constanta lui Planck”, pe care o recunoastem ca fiind o proprietate fundamentala a Naturii, la fel ca viteza luminii.
Avand formula ca indiciu, Planck a incercat sa explice radiatia termica in functie de principiile de baza ale fizicii. In modelele simple, un electron, desi legat de atomul sau de origine, incepea sa vibreze daca era lovit de un atom invecinat care se misca intr-un metal fierbinte. Apoi, aceasta mica particula incarcata isi pierdea treptat energia, emitand lumina. [..fig6.3 p. 81] Intr-un mod asemanator, o greutate de pendul atasata de o sfoara, sau un copil pe un leagan, daca este impins, isi va pierde continuu energia, datorita rezistentei aerului si frecarii cu acesta.
Insa fiecare astfel de descriere a electronilor care radiaza energie, conform fizicii momentului, ducea la aceeasi previziune nebuneasca – respectiv, catastrofa ultraviolet. Dupa multe chinuri, Planck a indraznit sa faca o presupunere care incalca in mod absolut principiile universal acceptate ale fizicii. Mai intai, n-a luat-o in serios. Ulterior, a numit-o un “act de disperare”.
Max Planck a presupus ca un electron poate sa radieze energie numai in bucati, in “cuante” (pluralul de la cuanta). Mai mult, fiecare cuanta are o energie egala cu numarul h din formula sa, inmultit cu frecventa vibratiei electronului. Comportandu-se in acest fel, un electron ar vibra o vreme fara sa piarda energie prin radiatie. Apoi, arbitrar si fara nicio cauza, fara nicio forta care sa-l influenteze, el ar radia brusc o cuanta de energie, ca un puls de lumina. (De asemenea, electronii ar si capata energie de la atomii fierbinti, prin astfel de "salturi cuantice”.)
Plank le dadea voie electronilor sa incalce atat legile electromagnetismului, cat si formula universala a miscarii, elaborata de Newton. Numai prin aceasta presupunere fantezista a reusit sa obtina o formula pe care o ghicise, formula care descria corect radiatia termica.
Daca acest comportament de salt in cuante este cu adevarat o lege a Naturii, atunci ar trebui sa se aplice la tot. Atunci, de ce vedem in jurul nostru lucruri care se comporta lin? De ce nu vedem copii pe leagan, care isi schimba brusc miscarea de leganare in salturi cuantice? E o chestiune de numere, iar h este un numar extrem de mic.
Nu numai ca h este mic, dar cum frecventa unui copil care se da in lagan este mult mai scazuta decat frecventa la care vibreaza un electron, pasii cuantici de energie (h inmultit cu frecventa) sunt cu mult mai mici in cazul copilului. Si desigur, energia totala a unui copil care se da in leagan este cu mult mai mare decat cea a unui electron. Ca urmare, numarul de cuante din miscarea copilului este cu mult, mult mai mare decat numarul de cuante din miscarea electronului. Ca urmare, un salt cuantic – schimbarea energiei cu o singura cuanta – este mult prea mic pentru a fi observat in cazul copilului de pe leagan.
Dar sa revenim in zilele lui Planck si sa vedem reactia la solutia pe care a propus-o el pentru problema radiatiei termice. Formula sa se potrivea bine cu datele experimentale, dar explicatia parea sa induca mai multa confuzie decat problema pe care intentiona sa o rezolve. Teoria lui Planck parea prosteasca. N-a ras nimeni de el – cel putin, nu in public. Herr Professor Planck era un om mult prea ignorant pentru asta. Sugestia sa referitoare la salturile cuantice a fost ignorata, pur si simplu.
Fizicienii nu aveau sa conteste legile fundamentale alea mecanicii si ale elctromagnestismului. Chiar si daca legile clasice ofereau o predictie ridicola cu privire la lumina emisa de corpurile incandescente, in alte cazuri, aceste principii de baza pareau sa functioneze peste tot. Si erau logice. Colegii lui Planck simteau ca, in cele din urma, se va gasi o solutie rezonabila. Chiar Planck a fost de acord si a promis sa caute o solutie. Revolutia cuantica a sosit cu o scuza si a fost aproape neobservata.
In anii care au urmat, Planck a ajuns chiar sa se teama de consecintele sociale negative ale mecanicii cuantice. Eliberarea compusilor fundamentali ai materiei de regulile comportamentului adecvat putea parea sa elibereze oamenii de responsabilitate si de datorie. Revolutionarului sovaielnic i-ar fi placut sa anuleze revolutia a carei scanteia o aprinsese.
Enigma cuantica – Bruce Rosenblum, Fred Kuttner
De la Diana Ciubotaru – psihologul din Iasi
