• Cultura nu înseamna sa citesti mult,
  • nici sa stii multe; înseamna sa cunosti mult.
  • Fernando Pessoa

E chiar o discuţie deschisă, cu toate că nu, nu e chiar aşa frapantă diferenţa, ba poate că viitorul se poate suprapune peste trecut, în anumite condiţii. Lumea experimentelor de laborator din microfizică a dat din nou, în această săptămână, o ştire care a făcut înconjurul pământului: s-a realizat primul experiment microfizic de teleportare la o distanţă de peste 100 km. Sigur, se vorbeşte de “teleportare” pentru ca să înţelegem cu toţii sensul complicat al experimentului realizat.

Experimentul aparţine domeniului revoluţionar al fizicii cuantice,  deci nu este din domeniul vizibil la scara intuitivă umană, fiind vorba despre un experiment de microfizică. El a constat în teleportarea cuantică a fotonilor cu ajutorul fibrei optice. Nu, nu este vorba de transferul instantaneu de obiecte vizibile intuitiv, ci este transferul instantaneu al informaţiei, al stărilor cuantice între acele particule ce sunt numite în fizica cuantică “particule inseparabile cuantic”. Starea particulelor inseparabile se poate măsura, tocmai despre măsurarea acestei stări fiind vorba în experimentul de faţă. Iar măsurările au arătat că între fotonii inseparabili, deşi aflaţi la mai mult de 100 de km distanţă, au loc transferuri instantanee, teleportări de stări similare. Experimentul s-a bazat pe un transfer prin fibră optică, iar senzorii cu care s-au măsurat stările fotonilor au fost din fire superconductoare de siliciură de molibden cu grosime de 150 nanometri, răcite la -272 grade Celsius, adică la 1 grad peste zero absolut.

Acest experiment, descris pe larg în cel mai recent număr al revistei Optica, se înscrie în domeniul avansat al cercetării din fizica cuantică, în care s-a verificat faptul că se poate deduce o natură stranie a particulelor cuantice, aceea de a exista în două sau mai multe locuri în acelaşi timp.

Şocul acestor afirmaţii şi teze ale fizicii contemporane este considerabil. Ce se întâmplă în lumea microfizică absolut diferit faţă de macrofizica vizibilă (pentru oameni) atât de diferit încât ajungem chiar până la a verifica experimental (în laboratoare cuantice) fenomenul teleportării, altădată SF?

Una dintre cele mai interesante cărţi biografice ale domeniului, ce poate lămuri câteva răspunsuri pentru această întrebare, este, cu siguranţă, Omul cuantic – biografia ştiinţifică a lui Richard Feynman -, scrisă de un fizician talentat, Lawrence M. Krauss. Întâmplarea (venită dintr-o legătură profundă) face ca să găsim în această carte răspunsul despre cum se poate ca un foton să-şi transfere cuantic proprietăţile instantaneu şi de ce este necesar ca în măsurarea acestor proprietăţi să fie utilizat un material superconductor răcit foarte aproape de zero absolut. Ambele rezultate, alături de foarte multe alte descoperiri, au fost deduse şi generalizate apoi ca rezultate certe experimentale de către fizicianul Richard Feynman, contemporan şi discipol al lui Albert Eistein şi premiat Nobel, cel mai important teoretician şi practician euristic în noua microfizică a particulelor cuantice, domeniu al cerecetării ce a dominat ultimele decenii.

Prima şi cea mai importantă descoperire, venită în urma teoriei relativităţii generale a lui Einstein, rezultată din cercetarea făcută de Feynman alături de Weeler în anii 1940: electromagnetismul este domeniul în care se pot utiliza reacţii înapoi în timp, dar şi soluţii ce conţin reacţii cuantice înainte în viitor, pentru a experimenta microfizica subatomică. La primul seminar ştiinţific la care a fost dezbătută această descoperire au participat marile somităţi din domeniul fizicii din acele vremuri: Eugene Winger, John von Neumann, Wolfgang Pauli şi Albert Einstein (cu toţii ajungând laureaţi Nobel). Descoperirea utiliza funcţia de undă decoperită de Erwin Schrodinger, care explică misterul aflat în centrul mecanicii cuantice, prin care se arată că particulele se comportă într-un anumit sens ca undele, iar toate undele se comportă într-un anumit sens ca particulele, diferenţa venind din faptul că particula este localizată într-un punct, iar unda se întinde peste o regiune. Sigur că enunţul este cât se poate de simplist în această formă, noua teorie cuantică la care lucra Feynman folosindu-se de cele mai complexe integrale de drum, ceea ce i-a permis separarea părţilor sistemelor cuantice, pentru a face posibilă măsurarea.  Mai târziu, la dezbatere au mai participat şi alţi mari fizicieni, cei care au ajuns să lucreze în celebrul (dar nu neapărat invidiatul) grup ce cercetare pentru realizarea bombei atomice americane, adică echipa de la Los Alamos, din Proiectul Manhattan, cea care a realizat materialul brut al bombei, uraniul 235, un izotop uşor al uraniului: Robert Oppenheimer şi Hans Bethe.

A doua descoperire: vârtejurile din suprafluide. O denumire ce pare luată din povestiri fantastice, dar căreia îi corespunde un fenomen microfizic de foarte mare profunzime: pornind de la comportamentul heliului lichid ce e răcit până aproape de zero absolut şi e constrâns să se rotească, Feynman a observat că fluidul întreg nu se roteşte, dar mai multe regiuni mici, de ordinul de mărime al atomilor, se rotesc fiecare în jurul regiunii sale centrale, aliniindu-se pe direcţie verticală şi formând vârtejuri ca într-un ciclon. Vârtejurile se distribuie în întreg fluidul, întreg care nu se roteşte, inducând o tranziţie de fază în material, conducând la naşterea unor proprietăţi speciale. Supraconductibilitatea şi suprafluiditatea sunt astăzi domenii de vârf în fizica cuantică şi inventica materialelor speciale.

Călătoria biografică din cartea de popularizare semnată de fizicianul Krauss este una ce poate şoca cititorul mai puţin deprins cu limbajul din sistemele fizicii avansate. Poate şoca termenul orizontului indefinibil ce se află la “infiniţi”, sau mărimea care se conservă în timpul interacţiunilor tari dintre particule, mărime numită “stranietate”.

Textul este caracterizat de logica foarte bine închegată a desfăşurării evenimentelor ştiinţifice din viaţa celui mai important contributor al ştiinţei cuantice, însă ajunge să facă, pe alocuri, mari salturi şi trimiteri generale către filosofia ştiiinţei şi epistemologie, aproape de limita înţelegerii uzuale pe care cititorii o aplică atunci când parcurg un text biografic. Aşa că, fiecare capitol se citeşte cu atenţia dusă la maximul incandescent al înţelegerii complexe. Iar între capitole sunt absolut necesare pauzele de recuperare a acuităţii atenţiei.

Teoriile mecanicii cuantice şi ale electromagnetismului Feynman, în care timpul este curbat şi particulele interferează în modalităţi cu totul schimbate faţă de macrofizică, după principii revoluţionare (cum este cel al stranietăţii), au îndreptat comunitatea ştiinţifică să considere ca iminentă apariţia unei teorii generale a gravitaţiei cuantice (din care se pot extrage infiniţii intratabili). Care teorie nu a apărut încă în mod unanim acceptat de întreaga comunitate ştiinţifică.

Însă toate decoperirile lui Feynman şi ale marilor cercetări din fizica cuantică a secolului trecut au determinat dezvoltări noi, ce se află în stadii de validare mai mult sau mai puţin avansate (inclusiv prin experimente precum sunt cele din acceleratorul CERN sau cele de teleportare cuantică produse la NIST). Iată cele mai importante direcţii în noile domenii ale fizicii cuantice:

– Radiaţiile Hawking: sunt rezultate din procesele cuantice având ca sursă celebrele găuri negre, procese studiate în anii şaptezeci de către Stephen Hawking. Acesta s-a bazat pe teoria lui Feynman despre câmpurile cuantice, în care gravitonii se propagă într-un spaţiu de fond fix şi plat, descoperind că obiectele numite găuri negre pierd masă prin radiaţii către exterior până la evaporare completă.

– Teoria corzilor: a rezultat din cercetările asupra mecanicii cuantice a corzilor vibrante în formă de buclă, din care s-a dedus că se pot elimina infiniţii incalculabili, corzi în care se manifestă vibraţii speciale prin efectul de excitaţie de masă 0 şi spin 2. Această teorie implică însă o complicaţie importantă: aceste corzi trebuie să vibreze nu în patru dimensiuni, ci în zece sau unsprezece dimensiuni, conform unor noi tipuri de diagrame Feynman. Din mai multe etape de cercetare universul teoriei corzilor s-a complicat, ajungînd ca azi să se renunţe la modelul explicativ al corzilor, care a fost înlocuit de cel al branelor, obiecte în mai multe dimensiuni decât corzile.

– Cosmologia cuantică: inspirată din relativitatea generală, în care distincţia dintre spaţiu şi timp este arbitrară (în sistemele de coordonate diferite , spaţiul unei persoane este timpul alteia, mai ales în sistemele în care timpul este puternic curbat şi câmpul gravitaţional intens). Apelul la integralele de drum dezvoltate de Feynman nu cere separarea timpului de spaţiu, cercetarea realizându-se în direcţia unei mecanici cuantice a întregului univers plat (aşa cum a făcut Stephen Hawking şi Sidney Coleman), cu universuri în formare sau găuri de vierme, cercetare numită cosmologie cuantică.

Întrebarea formulată la mijlocul secolului XX – privind diferenţa frapantă dintre viitor şi trecut -  este tot mai uşor de depăşit în lumea cuantică în care Richard Feynman este, poate, primul părinte fondator şi, cu siguranţă, cel mai curios căutător al răspunsurilor despre legile fizice ale microuniversului nevăzut,  cel de dinainte de lumea tangibilă.

PS: Îi mulţumesc profesorului Pânzaru pentru generoasa semnalare a acestei cărţi.

http://horeabacanu.blogspot.ro/

Spectacol folcloric ”Din suflet de român”, de Ziua Unirii Principatelor Române

Ziua Unirii Principatelor Române va fi sărbătorită la Timişoara, cu un spectacol folcloric intitulat ”Din suflet de român”.

Atelier de scenariu de film la Institutul Francez, cu Lucian Ionică

Institutul Francez din Timișoara și Lucian Ionică le propun liceenilor un atelier de scenarii de filme foarte scurte!

„Timișoara. Capăt de linie” de Peca Ștefan – prima premieră a stagiunii 2018-2019, la TNTm

Spectacolul „Timișoara. Capăt de linie” cercetează istoria de ieri, de azi (și de mâine) a Timișoarei și o repovestește cu umor.

Patru generaţii Mattis-Teutsch, în expoziţie la Muzeul de Artă

Expoziţia aduce în faţa publicului picturi, sculpturi, animaţii 3D şi instalaţii aparţinând familiei artistului Mattis-Teutsch.

#plaiX

11-13 septembrie #TimisoaratraiestePLAI

Posted by PLAI Festival on 8 Septembrie 2015