Prima pagină Stiinta

”Lumea cuantică” nu este ceva atât de inabordabil, ba dimpotrivă. O experimentezi în fiecare moment când vezi, atingi sau miroşi

Alexandru Voiculescu 01.01.2019 | ● Vizualizări: 1520
Credit: 123RF     + zoom
Galerie foto (1)

În domeniul fizicii, se disting două realităţi, există una pe care o experimentezi în fiecare zi, unde un obiect singular este un obiect singular şi nimic nu se teleportează prin pereţi sau există în două locuri în acelaşi timp, şi exista alta, unde aceste reguli nu se mai aplică. Acestea sunt lumile fizicii clasice, respectiv cuantice. Dar totul este alcătuit din particule cuantice, dacă te uiţi suficient de aproape, ceea ce înseamnă că mai multe dintre experienţele zilnice au de-a face cu realitatea cuantică.

Lumina este un exemplu popular de ciudăţenie a lumii cuantice. Există simultan ca undă continuă, dar şi ca particulă (foton). O demonstraţie faimoasă a acestui fenomen bizar este experimentul celor două fante, unde fotonii individuali care trect printr-un perete cu două fante produc tipare pe un ecran ca şi cum ar fi unde care interacţionează - cel puţin până setezi un detector de fotoni pentru a observa prin ce fantă trece fiecare foton şi în ce punct produce două linii luminoase ca şi cum ar fi fotoni individuali. Ideea este că lumina există şi ca particule şi ca undă - cunoscută şi ca starea de superpoziţie - până când sunt măsurate sau observate, moment în care cade într-o singură stare, scrie Curiosity.

Ochii tăi creează o imagine a lumii mulţumită luminii care ajunge pe retine. Este mult ca aceste retine să fie numite detectori de fotoni? Conform unui studiu recent, nu. Studiile sugerează că oamenii sunt capabili să detecteze un singur foton la o rată mai mună decât simpla şansă. Acest lucru duce la existenţa unei posibilităţi intrigante conform căreia ochii noştri pot detecta fenomene cuantice. Savanţii au încercat deja să vadă dacă oamenii pot detecta inseparabilitatea cuantică, cu rezultate mixte şi există planuri pentru a vedea dacă omul poate observa un foton aflat în superpoziţie. Cel mai probabil, cercetările nu vor avea un rezultat pozitiv. Mulţi experţi susţin că ochiul este prea imperfect pentru a fi considerat un instrument de măsurare pentru aceste fenomene.

Atingerea vidului

Simţul tactil este, de asemenea, bazat în lumea cuantică. Chiar şi cel mai dens obiect pe care l-ai ţinut este realizat în cea mai mare parte din spaţiu gol. Acest lucru deoarece materia este realizată din atomi, iar atomii sunt realizaţi dintr-un nucleu mic şi de electroni şi mai mici care orbitează nucleul la o distanţă relativ mare. Dacă nucleul ar avea dimensiunea unei mingi de cauciuc (din acelea care sar foarte mult), ar trebui să mergi pe distanţa echivalentă unui teren de fotbal pentru a ajunge la cel mai îndepărtat electron. Astfel, există mult nimic în materie.



Lucrurile dau senzaţia de solid (sau de ceva) datorită fizicii cuantice, mai exact datorită principiului de excluziune, numit şi principiul lui Pauli. La bază, principiul spune că există un număr limită de electroni care se pot afla pe o anumită orbită a unui atom. Pentru ca un electron de la un atom din mâna ta să ajungă într-un atom din ceaşca de cafea ar fi nevoie de mai multă energie decât poţi exercita; întrucât aceşti electroni se resping reciproc, lucru care dă senzaţia de atingere a unui obiect.

„Mirosim” o realitate cuantică?!

Cel mai ciudat simţ „cuantic” este mirosul. Când simţi miros de cafea, o faci pentru că moleculele de cafea din aer au fost inspirate prin nas, printr-un strat subţire de mucus în receptorii de miros din celulele nervoase care se conectează direct la centrul creierului responsabil pentru procesarea acestei informaţii. Aceste celule nerovase, sau neuroni olfactivi, reprezintă singura parte din sistemul nervos central care este întotdeauna expusă lumii din afară. Cum aceşti receptori transformă moleculele în miros este încă un mister. Cea mai populară teorie este aceea că moleculele de o anumită formă se potrivesc în receptorii de o anumită formă, iar creierul spune: „Ah, ştiu forma aceea, este cafea!”.

Există o problemă cu acest model. Molecule de diferite forme pot mirosi la fel, iar molecule cu forme similare pot mirosi diferit. Trebuie să existe alte trăsături care să le diferenţieze. Acestea pot avea legătură cu fizica cuantică.

Moleculele au toate frecvenţe vibraţionale diferite, depinzând de masa, legăturile şi structura lor. Este posibil ca sistemul olfactiv să detecteze diferenţele în vibraţie dintre molecule şi nu doar forma acestora. Există unele dovezi pentru acest lucru. În anii '90, un savant a comparat aroma a două molecule cu diferite forme dar cu frecvenţe moleculare identice, găsind că miroseau exact la fel.

Dacă sistemul olfactiv poate detecta vibraţiile, este mulţumită efectului tunel. Acesta este un fenomen care apare mulţumită modului în care particulele pot fi în mai multe stări şi mai multe poziţii în acelaşi timp, ceea ce le poate face să se teleporteze prin bariere solide. Vibraţiile moleculare pot oferi impulsul necesar pentru ca un electron să treacă de la un receptor la altul. Rata de „tunelare” poate declanşa impulsurile nervoase specifice, care creează percepţiile unor mirosuri particulare în creier.

Văzul, pipăitul şi mirosul nu sunt singurele simţuri care au legătură cu realitatea cuantică. Spre exemplu, celulele din urechea internă sunt sensibile la mişcările de la scară subatomică. Până acum, savanţii nu au studiat în profunzime particulele fundamentale la lucru în cazurile auz şi gust.

Vă recomandăm să citiţi şi următoarele articole:

Cercetătorii în fizică cuantică au ajuns la o concluzie uimitoare: conştiinţa umană există dinaintea naşterii

Viitorul este aici! Fizica cuantică va revolutiona sistemele de comunicaţii

Un experiment de fizică cuantică a confirmat o teorie dificil de explicat: Realitatea nu există până nu o măsurăm - VIDEO

Descoperire uimitoare a acceleratorului de particule de la CERN: un sistem nemaivăzut de cinci particule