Kvantový svet je plných bizarných aspektov, ktoré sa len ťažko dajú úplne objasniť. Zatiaľ čo klasická fyzika popisuje správanie hmoty a energie v makroskopických mierach, ktoré zodpovedajú každodenným ľudským skúsenostiam, kvantová mechanika popisuje hmotu a jej interakcie na úrovni elementárnych častíc, kde princípy klasickej fyziky jednoducho prestávajú platiť.

Zdanlivá nelogickosť mikrosveta

Niektoré aspekty kvantového sveta sú zdanlivo neintuitívne, nelogické a plné paradoxov. Správanie mikroskopických javov je totiž veľmi odlišné od toho, čo poznáme a toho, čo popisuje klasická fyzika.

Jedným z najzaujímavejších demonštrácií toho, že hmota a svetlo môžu vykazovať správanie klasicky definovaných vĺn aj častíc, je známy dvojštrbinový experiment. Na to, aby bolo možné pochopiť vlnovo-časticový dualizmus, ktorý vyjadruje, že hmota vykazuje vlnové aj časticové vlastnosti, je potrebné sa pozrieť na to, čo je častica a čo vlna.

Najjednoduchšou predstavou častíc sú drobné zrniečka piesku, respektíve miniatúrne guľôčky hmoty, ktoré sa nachádzajú v určitom bode priestoru. Ak túto guľôčku niekam hodíme alebo vystrelíme, udelíme jej energiu, ktorú si vezme so sebou. Ak teda vyhodíme množstvo guľôčok do vzduchu a necháme ich padnúť, každá dodá energiu na miesto kde dopadne.

Vlnenie, na rozdiel od častíc, spočíva v časovej a priestorovej periodickej zmene stavu prostredia, čiže energia je distribuovaná v priestore. Najjednoduchšou predstavou je v tomto prípade kamienok hodený do vody, ktorý vytvorí na vode vlny. Tieto vlny so sebou nesú energiu súvisiacu s ich pohybom.

V minulosti vedci desiatky rokov diskutovali o tom, či svetlo pozostáva z prúdu častíc, alebo ide o vlnenie. V 19. storočí sa diskusia o týchto teóriách zdala navždy uzavretá v prospech vĺn, pretože sa tým objasňovali pozorované javy ako difrakcia, polarizácia či lom.

James Clerk Maxwell v podstate preukázal, že elektrina, magnetizmus i svetlo sú prejavom elektromagnetického poľa. Maxwellove rovnice potom popisujú svetlo ako vlnenie, respektíve kombináciu dvoch oscilujúcich polí.

Čítaj viac z kategórie: Vesmír a veda