mercredi 17 septembre 2008

Enigma nr 6: Lumea noastra este cuantica?


De ce nu putem fi in doua locuri in acelasi timp? Pentru cei mai multi aceasta posibilitate pare o utopie si totusi stiinta a redus-o la stadiul de "enigma". Si asta pentru ca fizicienii au descoperit ca particulele elementare care compun orice fiinta vie sau obiect, dispun de aceasta proprietate: ele pot fi in mai multe locuri deodata! Intr-un atom de ex, un electron ocupa un loc indeterminat la o distanta de 10 milionime de milimetru de nucleu. Nu putem spune "unde" se afla ci ca se "distribuie" intr-un "nor" din jurul nucleului. Acest fenomen se numeste in mecanica cuantica "suprapunere de stare". Unde fiecare "stare" poate fi o pozitie , un nivel de energie... Astfel o particula elementara poate ocupa in fiecare moment o infinitate de stari. Altfel spus lumea cuantica e o lume unde realitatea nu este unica ci multipla!! Urmand logica acestei fizicii -niciodata dezmintita de la descoperirea ei- cum putem explica faptul ca in viata de toate zilele noi nu putem fi in mai multe locuri deodata, traversa ziduri etc desi particulele elementare din care suntem alcatuiti pot sa o faca?
Pentru fizicieni acesta este un mister frustrant cu atat mai mult cu cat lumea particulelor elementare incepe sa faca parte din viata noastra de zi cu zi : laser, microscoape, supraconductori etc... toate acestea sunt construite pe baza legilor fizicii cuantice. Numai ca aceste dispozitive folosesc doar o anumita proprietate specifica unuia din compozanti in anumite conditii. Astfel comportamentul fotonilor din laserul care citeste CD-ul este cuantic. Insa de aici si pana a afla de ce CD-playerul nu este cuantic... mister. La inceput fizicienii considerau ca lumea e impartita in 2: de-o parte Planck, Einstein, De Broglie etc care scriu primele ecuatii cuantice, considera ca particulele sunt unda si corpuscul, aici si acolo... De cealalata parte lumea macroscopica care se supune legilor mecanicii clasice. Unde e frontiera care separa cele doua lumi? Tot in vremea aceea Schrodinger a emis paradoxul pisicii care nu e nici vie nici moarta.
O explicate formulata in anii 70 de catre 3 fizicieni (Heinz-Dieter Zeh, Wojcej Zurek si Omnes) spune ca fluctuatiile de mediu ale obiectelor macroscopice interactioneaza cu particulele care le compun si ca de aceea nu se mai observa superpozitionarea cuantica. Aceste interactii ar voala astfel suprapunerea cuantica. Acesta este principiul de "decoerenta". Perturbat de catre mediul sau electronul ar fi aici sau acolo .
Aceasta propozitie a fost verificata mai tarziu cand un grup de fotoni a fost pus sa interactioneze cu un atom. De atunci toate experimentele au confirmat principiul decoerentei. Mai mult, frontiera dintre cele doua lumi a fost deplasata prin manipularea unor pachete din ce in ce mai mari de particule. In decembrie 2005 o echipa americana a anuntat ca a reusit superpozitionarea a 6 ioni, altii au reusit acelasi lucru cu fotoni timp de cateva milisecunde.
Comportamentul cuantic se aplica deci unei lumi microscopice. Si cand acesta apare el dureaza prea putin pentru a fi observat.
Astazi unii fizicieni cred ca interactia cu mediul nu ajunge pentru a explica de ce un sistem isi pastreaza superpozitionarea starilor si altul basculeaza de partea clasica a lumii? Ar fi necesara asta pentru asta ca ecuatiile mecanicii cuantice sa fie rescrise. Numai ca pentru validarea lor ar fi necesara efectuarea masuratorilor intr-un sistem perfect izolat de mediu inconjurator. Fapt imposibil pana acum.
Prin urmare frontiera intre cuantic si lumea noastra ramane cea din laboratoarele care manipuleaza cativa fotoni...

Cele 10 enigme ale stiintei

1 commentaire:

Liana-D a dit…

Fascinanta este lumea vizibila si invizibila, iar stradaniile minitor inteligente si stapanite de curiozitatea patrunderii in intimitatea alcatuirii si ,,functionarii" lumii vazute si nevazute sunt de apreciat dar si de ...induiosat . Cum adica ? Asa: induiosatoare sunt eforturile supraomenesti pe care le fac cei ce vor sa inteleaga DE CE-ul Universului, iar ACELA nu se lasa nici cunoscut , nici inteles deplin. De ce nu putem sa ne teleportam, de ce imbatranim... Ha, ha . Pentru ca marea parte dintre noi habar nu avem de ce am venit pe lumea asta si care ne este rostul.Dar suntem vioi si activi , ca sa nu stam degeaba. Si eu la fel !