Základné poznatky o svete elektrónov a kvantov - 1. časť

Mnoho ľudí nemá ani základnú predstavu o svete kvantov. Preto sa tu pokúsim aspoň niekoľkými riadkami opísať ho. Svet kvantov a ich "nezákonné" správanie sa, ktoré sa javí byť v rozpore a protiklade k zákonom mechaniky (aj keď len zdanlivo), narúša našu bežnú predstavu o tom, ako odbiehajú kozmické procesy. Ak však hlbšie nazrieme do tajuplného sveta kvantov, tak pochopíme, že vôbec nejde o narúšanie, ale o doplnenie a rozšírenie pochopenia kozmických dejov v ich najintenzívnejšej hĺbke a či v ich mikroskopickom vnútri. 

Tak ako Einstein prízvukoval, že neprišiel preto, aby zrušil Newtona (ktorého veľmi obdivoval), ale ho len doplnil a rozšíril, tak je to aj s kvantovou fyzikou - ona dopĺňa a rozširuje Einsteinovu predstavu o fungovaní kozmu.

So svetom kvantov som bol konfrontovaný už veľmi skoro, keď som sa začal zaoberať s fyzikou Maxa Plancka a Wernera Heisenberga, ktorí spolu s P. Jordanom položili v rokoch 1925-26 základy kvantovej mechaniky. Najprv ma zmiatla, ale už čoskoro ma nadchla a presvedčila a pochopil som, že najväčšie tajomstvá univerza sa odvíjaju práve cez ňu a keďže v mojich článkoch často operujem s pojmami a úvahami o tom, čo je vedomie, čo je hmota a energia, tak tu uvediem niekoľko viet k elementárnemu chápaniu kvantov a elektrónov, ktoré s nimi bezprostredne súvisia. Elektróny sú im svojím spôsobom príbuzné, lebo ako jediné hmotné častice patria tak do sveta hmoty, ako aj do sveta energie. Za istých okolností sa správajú ako hmotné častice, inokedy zas prejavia len svoj vlnový charakter, teda ako keby boli len energiou. Kvanty sú výlučne energiou.

Azda najvhodnejšia metóda, ako možno do mysteriózneho sveta elektrónov aspoň trochu preniknúť, spočíva v tom, ak ho porovnáme s niečím, čo je väčšine z nás pomerne dobre známe. Je to naša slnečná sústava. Jej centrom je Slnko, okolo ktorého obiehajú planéty. Dráhy, po ktorých sa okolo neho pohybujú, sú elipsy. Ich priebeh vieme presne vypočítať a určiť. 

Na začiatku dvadsiateho storočia boli vedci presvedčení, že atómy sú čosi podobná ako mikroskopické slnečné sústavy. Mysleli si, že elektróny obiehajú atómové jadro po presne stanovených dráhach - práve tak, ako planéty krúžia okolo Slnka. Ale už v dvadsiatich rokoch minulého storočia objavili fyzici, že také predstavy sú úplne mylné. Elektróny si v nijakom prípade nemožno predstaviť ako pevné miniatúrne planéty. Hoci je veľmi ťažké si ich názorne predstaviť, tak je najvhodnejšie ich opísať ako miniatúrne neohraničené obláčiky, ktoré obklopujú jadro, ale ho neobiehajú. Týmto objavom sa fyzika priblížila scenárom science-fiction. 

Z fyziky vieme aj to, že elektrónu (ale platí to pre každú inú časticu) nie je nikdy možné priradiť súčasne jeho rýchlosť, ktorou sa práve pohybuje a miesto, kde sa práve vtedy nachádza. Môžeme sa vždy dozvedieť len jedno alebo druhé - nikdy nie však súčasne oboje. 

V prípade planét to však tak nie je - tam nie je problém dozvedieť sa obe hodnoty súčasne,

Každý fotón je aj kvantom, ale nie každý kvant je nevyhnutne aj fotónom. Sú napríklad kvanty, ktoré sú fonónmi.

pokračovanie nasleduje