Fizica cuantică simplificată

SP Austen scrie despre o gamă largă de subiecte, acordând o atenție deosebită subiectelor care influențează conștiința umană.

În acest articol, voi încerca să explic în termeni simpli, câteva dintre conceptele de bază implicate în fizica cuantică.

Fizica cuantică este un subiect masiv și complex, și adesea atât de mult încât poate fi dificil să înțelegi cu adevărat ce înseamnă sau să înțelegi implicațiile din spatele cunoștințelor științifice și a explicațiilor date cu privire la modul în care funcționează cu adevărat Universul.

Însăși natura fizicii cuantice implică concepte științifice mai puțin convenționale, cum ar fi atemporalitatea, dimensiunile multiple și universurile multiple. Fizicienii cuantici s-au îndepărtat de viziunea pur mecanicistă a realității și, prin urmare, se situează oarecum la marginea modelelor științifice convenționale ale Universului.

Multe dintre ideile fizicii cuantice par, de asemenea, să confirme vechile învățături mistice ale yoghinilor și guru de-a lungul secolelor lungi. Prin urmare, fizica cuantică poate părea că are o înclinație categoric neconvențională și o înclinație mai mult mistică și spirituală.

Particule și unde

În fizica cuantică, acceleratoarele mari de particule, adesea cu o circumferință de câțiva kilometri, sunt folosite pentru a efectua experimente în studierea structurii și naturii atomilor. Aceste experimente accelerează structurile atomice la viteze mari, care se apropie de viteza luminii, și creează coliziuni care le spulberă pentru a descoperi din ce sunt compuși atomii și cum se comportă aceștia. Există un Large Hadron Collider în Elveția și unul în California, precum și mii de altele în întreaga lume.

Un hadron este practic o particulă subatomică, formată din elemente compozite cunoscute sub numele de quarci, care sunt ținute împreună de puternice forțe electromagnetice, iar termenul poate fi folosit pentru a face referire la o particulă sau putem numi pur și simplu aceste structuri subatomice particule.

Ce au descoperit fizicienii cuantici în cadrul acestor experimente este că componentele atomilor se comportă în moduri contradictorii, uneori părând a fi particule fizice dure și reale, iar alteori comportându-se mai degrabă ca niște unde de energie. Oamenii de știință știu deja că atomii implică suprafețe vaste de spațiu la nivel subatomic și că înseși componentele atomilor sunt infinit de mici în acest spațiu deschis vast.

De exemplu, pentru a avea o idee despre „spațiul gol” implicat într-un atom, un nucleu din centrul unui atom ar putea fi comparat cu un grăunte de nisip în centrul unei catedrale uriașe. Electronii și protonii atomului care bâzâie în jurul său ar fi unități de mărimea unui bob de mazăre, la fel de departe de nucleu cum sunt pereții exteriori ai catedralei față de altar, și toate operând în acest vid masiv pe care noi îl numim atom. Doar viteza uriașă a electronilor și protonilor care bâzâie creează densitatea materială a tot ceea ce vedem manifestat în lumea materială. Restul este spațiu gol.

În esență, tot ceea ce putem vedea și atinge cu corpurile noastre fizice este o condensare a acestei energii, așa cum se găsește în atom. Atunci când nu o putem vedea sau atinge, energia este liberă, dar este întotdeauna disponibilă în atmosfera din jurul nostru. Natura detestă vidul! Această energie se poate forma în substanță materială pe care o putem vedea și atinge sau poate dispărea din conștiința noastră. Prin urmare, ea poate schimba între a fi „solidă”, ca în cazul particulei, sau ca „energie”, sub formă de undă.

Lumina însăși se comportă, de asemenea, în acest mod fie sau fie, apărând uneori ca particule de lumină, alteori ca unde electromagnetice de lumină. Particulele de lumină sunt denumite fotoni, iar în fizica cuantică se consideră că acești fotoni se deplasează în pachete de energie de cuante, acesta fiind modul în care fizica cuantică și-a dobândit numele.

Prin urmare, ceea ce noi considerăm a fi materie solidă, în toate formele de structură atomică, nu este în mod cert așa și este doar relativ la alte componente fizice care interacționează cu ea, cum ar fi propriile noastre corpuri fizice și simțuri. Atomii pot afișa atât particule, cât și unde de energie de la un moment la altul.

Celebra ecuație E = mc2 a lui Einstein susține că masa este energie și că energia poate fi transformată în masă și masa înapoi în energie. Pur și simplu, întregul Univers este energie care se formează în masă, sau materie.

Structuri atomice

La nivel subatomic, fizicienii cuantici au descoperit că particulele sunt atât capabile să fie distruse, cât și să prezinte proprietăți indestructibile sau eterne. Ele nu fac decât să reapară sub diferite forme, uneori sub formă de particule, alteori sub formă de unde și deseori interschimbându-se între una și alta.

Deși noi toți vedem materia solidă ca fiind foarte solidă la vedere și la atingere, este bine cunoscut în fizica cuantică faptul că, la nivel subatomic, aceste structuri atomice se învârt cu viteze colosale, așa cum am observat mai sus, și se află într-o stare constantă de mișcare dinamică. Doar viteza incredibilă a electronilor, protonilor și neutronilor dă impresia de soliditate a ceva. Așa cum susțineau misticii, totul în lumea materială este doar o iluzie.

Fizica cuantică cunoaște peste 200 de tipuri de hadroni care se regăsesc printre particulele atomice, quarcii fiind doar câteva dintre aceste componente. Acești hadroni sau particule sunt observate în camere cu bule de aer pentru cele mai scurte perioade de timp, mai puțin de o milionime de secundă. Structurile atomice sunt văzute atunci ca o interacțiune continuă și dinamică de energie care trece de la o stare la alta. Nimic nu este static.

Un alt aspect al particulelor este acela că se pare că nu există în Natură un „bloc de construcție” fundamental de bază, adică o particulă subatomică ultimă, și că fiecare particulă generează alte particule din ea însăși, care la rândul lor generează particula care a generat-o! Aceasta este într-adevăr o întrebare: cine a fost primul, oul sau găina?

Există un schimb constant și dinamic de energie care are loc într-un ciclu nesfârșit. O reciclare a energiei, a hadronilor, a particulelor, a undelor electromagnetice. Se pare, deci, că esența lumii materiale nu este decât un continuum al acestui flux de energie, unde E = mc2 continuu, ad infinitum.

Un alt aspect remarcabil constatat în fizica cuantică este acela că Universul pare a fi compus din miriade de holograme. Fiecare particulă nu este decât o reflecție a oricărui alt tip de particulă, iar fiecare dintre ele reflectă pe oricare alta, la fel. La fel ca atâtea miriade de picături de rouă pe iarbă, soarele este reflectat microscopic în fiecare picătură de rouă.

Ce este atunci Realitatea?

Multe învățături spirituale, cum ar fi cele întâlnite în budism și hinduism, avansează conceptul că realitatea ultimă constă în neant, în tăcerea mentală, în liniștea completă, un loc al vidului pur, unde nu există concepte de timp, spațiu, loc sau formă. Lumea însăși este văzută ca maya sau iluzie.

Și totuși, chiar în acest vid se găsește Viața însăși. În această goliciune, acest spațiu sau vid, este locul în care există de fapt realitatea de bază a existenței. Gândiți-vă la analogia noastră cu catedrala; spațiul este important, este locul în care se găsește forța vitală, acea forță electromagnetică care leagă totul împreună și pune în mișcare atomii.

La fel ca structurile atomice ale tuturor lucrurilor, există un vast gol de spațiu care este de fapt centrul vieții însăși. Ea nu are o formă reală în sine și poate fi interpretată uneori ca o masă solidă (particulă) sau ca energie pură (undă) nefiind cu adevărat nici una, nici alta, ci ambele.

Fizicienii cuantici au încercat să măsoare cu exactitate unde ar putea fi găsită o anumită particulă în experimentele lor, dar nu există un moment real bine definit care să poată urmări cu siguranță unde s-ar putea afla o particulă la un moment dat, iar momentul particulei în sine nu are nici el o orbită definită. În plus, aceasta poate deveni cu ușurință o undă în orice moment! Prin urmare, natura realității pare să fie alcătuită din ceva ce fizicienii cuantici numesc câmp cuantic. Acest câmp cuantic este vidul, golul pe care se sprijină toată realitatea manifestată.

Așadar, fizica cuantică ne spune că ceea ce se observă în acceleratoarele de particule este de fapt o mare cantitate de probabilități potențiale, dar fără o destinație definită, sau rezultat. Măsurând efectele coliziunilor de particule în camere cu bule, hadronii fac o multitudine de urme care sunt fotografiate și apoi prelucrate pe calculatoare pentru a descoperi mai multe despre ei și despre comportamentul lor.

Cu toate acestea, cea mai mare parte a acestui lucru rămâne un mister, chiar și pentru fizicienii cuantici înșiși. Acești oameni de știință au descoperit chiar că însăși natura oamenilor de știință care observă astfel de fenomene ca particule influențează de fapt rezultatul experimentelor lor.

O concluzie este că natura Universului la nivel cuantic este că tot ceea ce observăm este un proces de probabilități, dar nu este în mod cert previzibil, și că tot ceea ce vedem, fie că este vorba de ființe vii sau de așa-numitele obiecte inanimate, este de fapt o forță vibrantă, vie, și nu poate fi separat în totalitate de nici un alt lucru sau obiect viu, deoarece există doar un Întreg complex unificat.

Acest lucru, desigur, se leagă în mod natural de gândurile misticilor, yoghinilor și învățătorilor spirituali din toate timpurile; că Totul este Unul, totul este conectat, totul este viu, nimic nu moare, ci doar își schimbă forma și structura într-o stare în alta.

Așadar, există un Principiu Unificator care acționează în spatele Universului manifestat, conform descoperirilor fizicii cuantice. Același Principiu unificator, conform misticilor antici, care cuprinde tot timpul și spațiul, ar putea fi numit Dumnezeu.

fritjofcapra.net

Fizicianul de particule Fritjof Capra a scris o carte strălucită în 1975, intitulată The Tao of Physics, care îmbină misticismul oriental cu fizica cuantică. Îi îndemn pe toți cei care sunt serios interesați de acest subiect să citească această carte. El explică foarte lucid modul în care fizicienii au descoperit că starea lor interioară de așteptare în timpul experimentelor cu hadroni în camerele de particule ar influența de fapt rezultatul experimentelor. Acest lucru s-a repetat de mai multe ori. Aceste experimente au demonstrat de nenumărate ori că materia este în esență energie inteligentă și că ne răspunde. În esență, lumea este formată de așteptările noastre față de ea.

The Tao of Physics este, cred eu, una dintre cele mai importante cărți ale timpurilor moderne; implicațiile sale în studiul și dezvoltarea conștiinței umane și a naturii Realității sunt de o importanță capitală. Este în același timp un minunat studiu de fizică cuantică și revelațiile mai profunde ale misticismului.

.