Kniha je zábavným sprievodcom plným faktov o zázrakoch fyzikálneho sveta. Obsahuje viac ako 100 otázok a odpovedí určených na uspokojenie zvedavosti, pobavenie aj poučenie.
Ktorú Nobelovu cenu museli odliať dvakrát?
Nobelova cena je najprestížnejšie vyznamenanie, aké môže ktorýkoľvek vedec získať. Dokazuje, že jej nadobúdateľ vykonal významný výskum v málo prebádanej oblasti. Niektorí mimoriadni ľudia mali tú česť získať viac ako jednu Nobelovu cenu. Zriedkavejšie sa stáva, že Nobelovu medailu musia zhotoviť dvakrát, ako v prípade Nielsa Bohra.
Niels Bohr získal Nobelovu cenu v roku 1922. Žil v Dánsku a v 30. rokoch 20. storočia spolu s inými pomáhal utečencom, ktorí sa po vzostupe nacistického režimu v Nemecku snažili vyhnúť prenasledovaniu. Poskytoval nielen peniaze, ale aj úkryt a dočasné zamestnanie mnohým prominentným vedcom utekajúcim z Nemecka a hľadal im miesta v iných častiach sveta. Keď Nemecko v roku 1940 okupovalo Dánsko, N. Bohr zachytil správu, že ho majú zatknúť a tak ušiel do Švédska.
Predtým však ešte inštruoval svojho priateľa Georgea de Hevesyho, aby rozpustil jeho Nobelovu medailu a medaily niekoľkých vedcov, ktorí utiekli z Nemecka, v zmesi lúčavky kráľovskej a kyseliny chlorovodíkovej, aby sa nedostali do rúk nacistov. Fľaša s roztokom stála na poličke Teoretického výskumného ústavu v Kodani až do konca vojny, keď z neho kov opäť extrahovali a Nobelove medaily odliali nanovo.
Čo je neutríno?
Cez naše telo prenikajú každú sekundu doslova bilióny neutrín, ale nikdy ich nespozorujete. Sú to drobné, takmer neinteragujúce častice produkované pri atómových reakciách.
Neutrína sa podobajú elektrónom, ale nenesú žiaden náboj, sú oveľa menšie a ich hmotnosť je najmenej tri milióny ráz menšia ako hmotnosť elektrónu. Neutrína sú natoľko malé a (z fyzického hľadiska) nezaujímavé, že sotva s niečím reagujú, preto sa dajú len ťažko detegovať, hoci sa vyskytujú v obrovských množstvách. Sú natoľko neinteragujúce, že prvý raz ich objavili až v roku 1956 a aj v súčasnosti je ich detegovanie veľmi ťažká úloha, ktorá si vyžaduje vysoko špecializované zariadenia. Existujú tri odlišné typy – elektrónové neutrína, miónové neutrína a tau neutrína, hoci konkrétne neutríno je zrejme schopné náhodne preskakovať medzi uvedenými troma stavmi.
Neutrína vznikajú viacerými odlišnými spôsobmi. Produkovať ich môže rádioaktívny rozpad v jadrových reaktoroch a bombách a vznikajú aj v urýchľovačoch častíc. Veľmi bežné sú vo vesmíre, kde ich produkujú supernovy, neutrónové hviezdy a najmä bežné hviezdy. Naše vlastné Slnko produkuje neutrína ako vedľajší produkt procesov fúzie, ktoré sa odohrávajú v jeho jadre. Neutrína produkuje v takých enormných množstvách, že aj tu na Zemi – vzdialenej milióny kilometrov – ich na každý štvorcový centimeter každú sekundu dopadá a prechádza cezeň 3 000 000 000 000.
Ako môže byť mačka živá aj mŕtva?
Pravdepodobne ste už počuli o Schrödingerovej mačke. Ide o jeden z vedeckých žartov, ktoré sa celkom bežne používajú (či zneužívajú). Menej bežné je vysvetlenie, čo to vlastne znamená. Ako môže byť mačka súčasne živá aj mŕtva? Prečo na tom záleží? Vysvetlenie je zložité a týka sa kvantovej mechaniky, svedčí o tom, aký zvláštny je vesmír.
Ak sa vám podarilo nejako sa vyhnúť informáciám o Schrödingerovej mačke, tak vedzte, že ide o myšlienkový experiment, ktorý prvý raz použil Erwin Schrödinger v jednom článku z roku 1935 a písal v ňom toto: V kovovej klietke je zamknutá mačka s nasledujúcimi zariadeniami (ktoré musia byť zaistené tak, aby nemohli prísť do styku s mačkou): v Geigerovom počítači je kúsok rádioaktívnej látky a je natoľko malý, že pravdepodobne za hodinu sa jeden z jeho atómov rozpadne; rovnako pravdepodobné je však aj to, že sa nerozpadne. Ak sa to stane, detektor žiarenia sa vybije a cez relé uvoľní kladivo, ktoré rozbije fľaštičku s kyanovodíkom. V prípade, že by sa do celého systému hodinu vôbec nezasahovalo, dalo by sa vyhlásiť, že ak sa žiaden atóm nerozpadol, mačka ešte žije. Vyjadrila by to funkcia psí celého systému, ktorý by v sebe zahŕňal živú aj mŕtvu mačku (pardon za výraz) zmiešanú alebo rozmazanú v rovnakých dieloch.
Dá sa teda povedať, že ak umiestnime mačku do škatule so zariadením, ktoré má celkom neznámu a náhodnú šancu 50/50 zabiť ju, kvantová rovnica tohto systému predpovie, že mačka je živá aj mŕtva (alebo je zmesou živej a mŕtvej). Platí to do okamihu, kým sa do škatule nepozriete. Potom sa ukáže iba jedna možnosť.
Absurdnosť tejto predstavy nie je Schrödingerova záležitosť. V skutočnosti dôvodom zverejnenia tejto predstavy bolo na prvom mieste to, že ide o absurdný prípad vyplývajúci z moderného ponímania kvantovej mechaniky dovedeného do extrému. To všetko vyplýva z kvantovej predstavy o pozorovaní. Podľa kvantovej mechaniky konkrétny akt pozorovania niečoho môže to, čo sa pozoruje, určitým spôsobom meniť. Konkrétne to spôsobí vlnový kolaps. Akýkoľvek jednoduchý systém možno opísať v podobe matematickej rovnice známej ako funkcia psí. Podobne ako každá iná rovnica môže mať niekoľko odlišných riešení v závislosti od čísel, ktoré v nej použijete. V kvantovej mechanike to platí až odvtedy, odkedy pozorujete systém s konkrétnymi číslami. Až dovtedy neexistuje správne riešenie, iba zmes všetkých možných odpovedí.
Kniha vyšla vo vydavateľstve IKAR v roku 2020.
Súťažná otázka
Ak nám do 30. júna 2023 pošlete správnu odpoveď na otázku:
Kedy a za akú prácu získal Erwin Schrödinger Nobelovu cenu?
zaradíme vás do žrebovania o knihu Jamesa Leesa: Vedeli ste? Fyzika – otázky a odpovede, ktoré vás zaskočia z vydavateľstva IKAR.
Svoje odpovede posielajte na adresu redakcie: odpovednik@quark.sk alebo Quark, Staré grunty 52, 841 04 Bratislava 4.
