Albert Einstein miał wielkie marzenie polegające na zjednoczeniu teorii elektromagnetyzmu Jamesa Clerka Maxwella, z jego własną teorią względności. Niestety. Kiedy sędziwy geniusz sądził, iż znajduje się o krok od rozszyfrowania kosmicznego kodu, postępujące badania mikroświata, raz jeszcze wszystko skomplikowały.

“Nikt nie rozumie świata, w którym żyje, ale nie­któ­rzy są w tym lepsi od innych. “
— Richard Feynman

Falowe szaleństwa

Wie­lo­krot­nie w historii świata, człowiek zapędzał się zbyt daleko w swej zaro­zu­mia­ło­ści. Naiwnie sądził, że objął już swym nie­do­sko­na­łym umysłem struk­turę wszech­świata, aby zaraz później uświa­do­mić sobie w jakim żył błędzie. Dokład­nie tak pre­zen­to­wał się kra­jo­braz fizyki na prze­ło­mie XIX i XX stulecia. Ludzkość korzy­stała ze wspa­nia­łych praw Izaaka Newtona, a resztę zdawał się tłu­ma­czyć elek­tro­ma­gne­tyzm. Słychać było głosy, jakoby naj­waż­niej­sze reguły gry zostały już poznane, a reszta to tylko kwestia tech­no­lo­gii i wyzwanie dla inży­nie­rów. Odkrycia nowo powsta­łej fizyki jądrowej pozwo­liły na nakre­śle­nie pierw­szych, pla­ne­tar­nych modeli atomu. Nie były one zbyt skom­pli­ko­wane, czerpały z dotych­cza­so­wych wzorców i prze­wi­dy­wały, że wszelka materia zbu­do­wana jest jedynie z trzech rodzajów cząstek (protonów, elek­tro­nów i odkry­tych nieco później neu­tro­nów) zacho­wu­ją­cych się ana­lo­gicz­nie do ciał Układu Sło­necz­nego. Wydawało się, że nauka rze­czy­wi­ście stoi o krok od poznania pod­sta­wo­wych zasad funk­cjo­no­wa­nia rze­czy­wi­sto­ści, jak również budowy materii na jej naj­bar­dziej ele­men­tar­nym poziomie i niewiele może się w tej kwestii wydarzyć.

Jednak wyda­rzyło się wiele.

Przykład ciała dosko­nale czarnego, będącego w istocie wnęką, utrud­nia­jącą odbicie światła docho­dzą­cego z zewnątrz.

Kolejną wielką rewo­lu­cję naukową zaini­cjo­wał problem równie banalny i przy­ziemny co jabłko Newtona. Rzecz doty­czyła tego, w jaki sposób dochodzi do wypro­mie­nio­wy­wa­nia energii przez roz­grzaną materię. Pewnie zdajesz sobie sprawę, że nawet Twoje ciało w tym momencie świeci – tyle, że w nie­wi­docz­nej dla ludz­kiego oka pod­czer­wieni. Ale już roz­ża­rzony kawałek metalu potrafi przybrać barwę wyraźnej czer­wieni lub nawet bieli. W oma­wia­nym okresie, cały szereg zna­mie­ni­tych uczonych stawał na głowie próbując sfor­mu­ło­wać fizyczny opis tego zjawiska. Wielką pomocą naukową okazał się odkryty nieco wcze­śniej koncept ciała dosko­nale czarnego. Wbrew nazwie chodzi o obiekt, który może świecić, ale wyłącz­nie światłem własnym, w ogóle nie odbi­ja­jąc promieni docho­dzą­cych do niego z zewnątrz. W praktyce więc, schło­dzone ciało dosko­nale czarne rze­czy­wi­ście pozo­staje czarne, ale po pod­grza­niu zaczyna emitować światło. Pozwo­liło to na prze­pro­wa­dze­nie bardzo skru­pu­lat­nej analizy widma wypro­mie­nio­wy­wa­nego światła. Przy dużych tem­pe­ra­tu­rach tylko nie­wielka część pro­mie­nio­wa­nia przy­pa­dała na duże długości fali, zaś więk­szość na fale średnie i krótkie. Większa energia ozna­czała zatem krótszą falę światła i wyższą czę­sto­tli­wość, czyli prze­su­nię­cie widma w stronę ultra­fio­letu. To nie było dziwne. Nie­po­ko­jący okazał się inny fakt. Obser­wa­cji nie odzwier­cie­dlał pra­wi­dłowo żaden z dostęp­nych wzorów. Dawały one wyniki nie­skoń­czone, tak jakby roz­ża­rzone ciało potra­fiło emitować nie­skoń­czoną ilość energii przy naj­wyż­szych czę­sto­tli­wo­ściach, co oczy­wi­ście nie jest prawdą. Sytuacja wydała się teo­re­ty­kom na tyle dra­ma­tyczna, że okre­ślili ją mianem kata­strofy w ultra­fio­le­cie.

W prze­ciągu kil­ku­na­stu lat pojawiło się przy­naj­mniej dziesięć pro­po­zy­cji równań opi­su­ją­cych emisję ciała dosko­nale czarnego. Cel osiągnął pod koniec 1900 roku profesor Uni­wer­sy­tetu Ber­liń­skiego, Max Planck. Wpro­wa­dził on do obliczeń dodat­kowy element zwany dzisiaj stałą Plancka, naka­zu­jąc por­cjo­wać emi­to­wane pro­mie­nio­wa­nie. Może Cię to zaskoczy, ale za zamysłem fizyka nie stały żadne głębsze roz­wa­ża­nia, żadna nowa­tor­ska filo­zo­fia. Był to ruch czysto mate­ma­tyczny, sposób na dosto­so­wa­nie równania do wyników obser­wa­cji. Jeszcze długo po wydaniu publi­ka­cji Planck nie chciał stawiać twardych sądów i dopiero po latach przyjął do wia­do­mo­ści, że energia we wszech­świe­cie rze­czy­wi­ście podlega szat­ko­wa­niu na dys­kretne mini­malne kawałki. Pro­mie­nio­wa­nie można i trzeba kwan­to­wać. Planck prze­czu­wał, że nowe podej­ście do rze­czy­wi­sto­ści wiele namiesza, ale nie mógł prze­wi­dzieć, że otwiera naukową puszkę Pandory. 

Fala jest trochę cząstką, cząstka jest trochę falą

Wzór inter­fe­ren­cyjny, typowy dla fali.

Koncept kwantu bardzo dosłow­nie potrak­to­wał Albert Einstein. Młodszy kolega Plancka, pięć lat później prze­ko­nał świat, że światło w istocie składa się z małych kawa­łecz­ków, zwanych obecnie fotonami. Miało to nie­ba­ga­telne kon­se­kwen­cje, ponieważ wymagało zmiany, a wła­ści­wie powrotu do dawnego schematu myślenia. Sam pomysł ist­nie­nia cząstek światła pojawiał się na kartach historii nauki kil­ku­krot­nie, lecz przez stulecie prze­gry­wał z inter­pre­ta­cją trak­tu­jącą światło jako falę. Genialny Thomas Young już na początku XIX wieku wykonał słynne doświad­cze­nie z dwiema szcze­li­nami, bez­po­śred­nio utwier­dza­jące taki pogląd. Po prze­pusz­cze­niu pro­mie­nia światła przez odpo­wied­nie prze­szkody, na ekranie pojawiał się cha­rak­te­ry­styczny wzór inter­fe­ren­cyjny, wyni­ka­jący ze wza­jem­nego wzmac­nia­nia i wyga­sza­nia fali. Tym­cza­sem prace Plancka i Ein­ste­ina prze­ko­ny­wały, że światło mimo tego dowodu, powinno być zbu­do­wane z moż­li­wych do wyod­ręb­nie­nia pocisków. Świad­czyło o tym zjawisko foto­elek­tryczne, pole­ga­jące na wybi­ja­niu elek­tro­nów z metalu podczas wysta­wia­nia go na dzia­ła­nie pro­mie­nio­wa­nia elek­tro­ma­gne­tycz­nego. Pasująca teoria zakła­dała, iż elek­trony były poru­szane przez dys­kretne fotony.
Dwa doświad­cze­nia przy­no­siły zupełnie odrębne wnioski i dostar­czały argu­men­tów obu stronom sporu. Żeby było jeszcze cie­ka­wiej, niebawem okazało się, że światło nie stanowi żadnego ewe­ne­mentu. Fran­cu­ski fizyk Louis de Broglie, wykazał, że dokład­nie taki sam paradoks tyczy się obecnych we wszyst­kich atomach elek­tro­nów. Wyar­ty­ku­łujmy to wprost. Fotony, jak również pospo­lite cząstki budujące materię, zacho­wują się w zależ­no­ści od sytuacji raz jak nama­calna drobina, a raz jako fala. Posia­dają zdolność, zupełnie nieznaną dużym obiektom. Wszyst­kie byty mikro­świata wykazują dualizm kor­pu­sku­larno-falowy. Nikt nie popełnił błędu. Rodząca się mecha­nika kwantowa wymagała po prostu uzna­wa­nia czegoś za coś innego i odwrot­nie, nawet jeśli stało to w opozycji do sche­ma­tów fizyki kla­sycz­nej.

Umarł król, niech żyje król

O ile Plancka i ewen­tu­al­nie Ein­ste­ina można uznać za dziadków mecha­niki kwan­to­wej, o tyle do ojców świeżej teorii należy zaliczyć Nielsa Bohra, Louis de Broglie’a, Wol­fganga Pauliego, Wernera Heisen­berga oraz Erwina Schrödin­gera. Jak sugeruje ta wyli­czanka, fizyka kwantów nie powstała na skutek poje­dyn­czego skoku, lecz dzięki wielu drobnym, acz ważnym krokom doko­na­nym na prze­strzeni kilku dekad. Rzecz jasna nie będziemy w tym cyklu wchodzić w szcze­góły, ale jeśli jesteś ciekawy, to gorąco zachęcam Cię do zapo­zna­nia się z zasadą nie­ozna­czo­no­ści, pojęciem super­po­zy­cji, zagad­nie­niem sumo­wa­nia po tra­jek­to­riach, efektem splą­ta­nia kwan­to­wego, czy wreszcie inter­pre­ta­cjami zjawisk kwan­to­wych.

Wszystko spro­wa­dza się do faktu, iż stan­dar­dowy sposób myślenia o fizyce musiał ustąpić miejsca nowemu. Przy­naj­mniej w skali sub­a­to­mo­wej. Nagle okazało się, że cząstka ele­men­tarna wcale nie musi zacho­wy­wać się jak zwarty obiekt. Atom w żaden sposób nie przy­po­mina Układu Sło­necz­nego, a elek­trony z całą pew­no­ścią nie krążą wokół jądra podobnie do planet. Nie da się określić ze stu­pro­cen­tową dokład­no­ścią gdzie leży cząstka jeżeli znamy jej pęd, a gdy odkry­wamy loka­li­za­cję to tracimy dane o pędzie. Kwantowy byt wystrze­lony w stronę prze­szkody pokonuje wszyst­kie możliwe drogi pro­wa­dzące do celu, a jedynie praw­do­po­do­bień­stwo decyduje o tym, na której trasie szansa spo­tka­nia go będzie naj­więk­sza.

To jest niemal jak sen – a dla fizyków praw­dziwy koszmar. Spójrzmy od drugiej strony. Jeśli obser­wu­jemy jakie­kol­wiek poru­sza­jące się ciało, potra­fimy podać jego loka­li­za­cję, jak również obliczyć prędkość, pęd i prze­wi­dzieć jego poło­że­nie w przy­szło­ści. Dla fizyka dokładne wyli­cze­nie pozycji planety, komety czy aste­ro­idy nie stanowi więk­szego wyzwania. Na poziomie wiel­ko­ści sub­a­to­mo­wych nie istnieje taka moż­li­wość. Ani w praktyce, ani w teorii. A teraz puenta. Albert Einstein uważał, że jeżeli tylko połączy gra­wi­ta­cję (zawartą w ogólnej teorii względ­no­ści) z elek­tro­ma­gne­ty­zmem to odnaj­dzie uni­wer­salną zasadę rządzącą wszech­świa­tem. Mecha­nika kwantowa pokazała, że jedyne na co może liczyć Einstein, to odkrycie zasad rzą­dzą­cych rze­czy­wi­sto­ścią dużych obiektów – począw­szy od jabłek, kończąc na galak­ty­kach. Nijak ma się to jednak do atomów i cząstek ele­men­tar­nych. Geniusz nie mógł się z tym pogodzić, idąc w zaparte, że “Bóg nie gra w kości”! Nie, nie podważał samych równań Heisen­berga czy Schrödin­gera, bo zdawał sobie sprawę z ich popraw­no­ści. Mecha­nika kwantowa była jednak dlań dziurawa, podobnie jak niegdyś model gra­wi­ta­cji Newtona. Ironią losu wydaje się fakt, że przecież to sam Einstein pomógł Planc­kowi dać pod­wa­liny pod tę nie­zno­śną teorię. Teraz nauko­wiec zmuszony został do odwrotu, jako jeden z nie­licz­nych auto­ry­te­tów sto­ją­cych w opozycji do mecha­niki kwan­to­wej. Jak pod­su­mo­wał to wiele lat później Stephen Hawking: “Pogubił się Einstein, nie mecha­nika kwantowa”.

Dwie siły to za mało

Jak usta­li­li­śmy, pla­ne­tarny model atomu nie jest poprawny, a dotych­cza­sowe teorie nie wystar­czają do opisu struk­tury rze­czy­wi­sto­ści. Następne poko­le­nie fizyków zro­zu­miało, że zacho­wa­nie cząstek i atomów wskazuje na obecność nie­zna­nych dotąd sił, różnych od gra­wi­ta­cji czy elek­tro­ma­gne­ty­zmu i widocz­nych wyłącz­nie na bardzo małych dystan­sach. W ten sposób na fir­ma­men­cie fizyki pojawiły się dwa nowe oddzia­ły­wa­nia pod­sta­wowe o niezbyt wyszu­ka­nych nazwach. Pierwsze to oddzia­ły­wa­nie silne, odpo­wia­da­jące za utrzy­my­wa­nie w ryzach protonów i neu­tro­nów, co zapewnia wyjąt­kową sta­bil­ność jądrom atomowym. Drugie to oddzia­ły­wa­nie słabe, pośred­ni­czące w procesie rozpadu pier­wiast­ków i tłu­ma­czące związaną z nim radio­ak­tyw­ność. Rola elek­tro­ma­gne­ty­zmu spro­wa­dza się do przy­cią­ga­nia ujemnie nała­do­wa­nych elek­tro­nów do dodat­nich protonów. Oczy­wi­ście mecha­nizm każdej z tych sił (poza gra­wi­ta­cją) doczekał się opasłej analizy na gruncie teorii kwantów.
Cztery oddzia­ły­wa­nia (gra­wi­ta­cja, elek­tro­ma­gne­tyzm, oddzia­ły­wa­nie silne i słabe) ozna­czały znaczne odda­le­nie planów uni­fi­ka­cji. Tym razem aby mieć nadzieję na stwo­rze­nie teorii osta­tecz­nej należało połączyć już nie dwie, a cztery moce rządzące wszyst­kim co nas otacza. Aż chce się sięgnąć do humo­ry­stycz­nej reguły: teoria jest wtedy, kiedy wszystko wiemy ale nic nie działa, nato­miast praktyka jest wtedy kiedy wszystko działa, ale nikt nie wie dlaczego. W przy­padku mecha­niki kwan­to­wej naukowcy zapre­zen­to­wali zde­cy­do­wa­nie prak­tyczne podej­ście. Mimo, że ludzkość ujarz­miła poten­cjał atomu, to jednak pozwo­liła na wypusz­cze­nie z rąk szansy na zjed­no­cze­nie praw fizyki. Sytuacja stała się jeszcze cie­kaw­sza po uru­cho­mie­niu gigan­tycz­nych obiektów badaw­czych, słu­żą­cych do zde­rza­nia i roz­kwa­sza­nia cząstek sub­a­to­mo­wych. Akce­le­ra­tory szybko ujawniły, że to co nazy­wa­li­śmy cząst­kami ele­men­tar­nymi, czę­sto­kroć daje się rozbić na jeszcze mniejsze elementy. W ten sposób oczom uczonych ukazała się cała mena­że­ria mikro­sko­pij­nych drobin, na ozna­cze­nie których niemal zabrakło liter w alfa­be­cie. Nie wiadomo już było ani czy da się zuni­fi­ko­wać oddzia­ły­wa­nia fizyczne, ani co naprawdę stanowi ele­men­tarny budulec materii.

Cztery siły to za wiele

Kiedy fun­da­menty mecha­niki kwan­to­wej zostały już usta­no­wione, dalsze postępy wymagały uzgod­nie­nia z nią dotych­cza­so­wej wiedzy o oddzia­ły­wa­niach i cząst­kach. Właśnie na tym polu swój naj­więk­szy naukowy triumf osiągnął znany z ciętego humoru i zami­ło­wa­nia do bongosów Richard Feynman. Popu­larny fizyk rzucił w kąt skom­pli­ko­wane równania, poma­ga­jąc sobie gra­ficz­nymi bazgro­łami pełnymi kresek i strzałek. Dzięki tak zwanym dia­gra­mom Feynmana, ich autor roz­ry­so­wał nową teorię: elek­tro­dy­na­mikę kwantową lub po prostu QED (Quantum Elec­tro­dy­na­mics). Jak ujął to sam uczony w swojej książce, QED sta­no­wiła “osobliwą teorię światła i materii lub, ściśle mówiąc, oddzia­ły­wa­nia światła i elek­tro­nów”. Do tego czasu złożone obli­cze­nia mające zobra­zo­wać tego typu – w gruncie rzeczy proste zjawiska – przy­no­siły badaczom bzdurne, najeżone nie­skoń­czo­no­ściami wyniki. Feynman dzięki swoim dia­gra­mom i różnym sztucz­kom mate­ma­tycz­nym dopro­wa­dził do renor­ma­li­za­cji i rezul­ta­tów nad­zwy­czaj zbież­nych z wynikami doświad­czeń. Być może nie wydaje Ci się aby ano­ni­mowe dla więk­szo­ści ludzi QED było szcze­gól­nie istotne, ale w istocie nowa teoria do chwili obecnej sku­tecz­nie tłumaczy ogrom pospo­li­tych efektów. Począw­szy od tego, że możemy optycz­nie badać świat, a kończąc na reak­cjach che­micz­nych i wyda­rze­niach zacho­dzą­cych wewnątrz atomów. Stąd Nobel w dzie­dzi­nie fizyki za rok 1965 przypadł Richar­dowi Feyn­ma­nowi.

Po zgrabnym wyja­śnie­niu jak wyglą­dają inte­rak­cje fotonów z elek­tro­nami, fizycy skupili na tym co mecha­nika kwantowa może powie­dzieć o struk­tu­rze samego jądra atomu oraz o jego roz­pa­dzie. Pierwszy problem roz­wią­zała chro­mo­dy­na­mika kwantowa (QCD, Quantum Chro­mo­dy­na­mics) opi­su­jąca oddzia­ły­wa­nie silne, wpro­wa­dza­jąc do gry kwarki, gluony, mezony pi i ładunki kolorowe. Do roz­wi­kła­nia drugiej zagadki, zwią­za­nej z oddzia­ły­wa­niem słabym, konieczny był zestaw cząstek W(+), W(-) i Z(0). Tak, wiem, że dużo tego wszyst­kiego i nie zabiegam o to, abyś na potrzeby niniej­szego cyklu prze­stu­dio­wał nagle całą fizykę cząstek ele­men­tar­nych. Skupmy się lepiej na tym, co pomoże nam wrócić na tory pro­wa­dzące do teorii wszyst­kiego.
Słowem-kluczem, które jeszcze powróci w następ­nych tekstach, będzie tu symetria. Ucie­ka­jąc się do symetrii cecho­wa­nia, tercet zna­mie­ni­tych fizyków – Sheldon Glashow, Abdus Salam oraz Steven Weinberg (na zdjęciu powyżej) – stanął przed ambitnym zadaniem uprząt­nię­cia tego gali­ma­tiasu. Teo­re­tycy zapra­gnęli wykazać, że dobrze znany elek­tro­ma­gne­tyzm oraz przy­spa­rza­jące kłopotów oddzia­ły­wa­nie słabe, to w istocie przejaw jednego i tego samego. Zgodnie z tą odważną myślą, foton prze­no­szący elek­tro­ma­gne­tyzm oraz cząstki W i Z pośred­ni­czące w roz­pa­dzie, pozo­stają ze sobą spo­krew­nieni, choć z jakiegoś powodu nie­chęt­nie się tym chwalą. Dlaczego w pospo­li­tych warun­kach bliź­nia­cze cegiełki wyglą­dają zupełnie inaczej? Bo brakuje symetrii, której złamanie nadało różnym cząstkom różną masę. To trochę tak jakbyśmy mieli do dys­po­zy­cji bliź­nia­ków i jednego tak utuczyli, że z pozoru prze­staje przy­po­mi­nać rodzo­nego brata. Jak przy­wró­cić symetrię i zwe­ry­fi­ko­wać teorię? Jak odchu­dzić cząstkę? Jesteś gotów sam wpaść na ten pomysł, jeśli tylko przy­po­mnisz sobie postu­laty szcze­gól­nej teorii względ­no­ści. Skoro foton nie posiada w ogóle masy spo­czyn­ko­wej i mknie przez prze­strzeń z pręd­ko­ścią światła, to jego “zegar” pozo­staje zamro­żony względem obser­wa­to­rów. Jeżeli nadamy cząstkom W i Z prędkość przy­naj­mniej bliską światłu, możemy zaob­ser­wo­wać jak zaczy­nają przy­po­mi­nać foton. Jeśli nadal nie rozu­miesz, odwołam się do nieco bardziej pla­stycz­nej metafory Hawkinga. “Ten efekt przy­po­mina zacho­wa­nie kulki ruletki. Gdy energia jest wysoka, kulka zacho­wuje się zawsze w ten sam sposób – po prostu toczy się po kole. Ale gdy koło zwalnia, kulka traci energię i w końcu wpada do jednej z 37 prze­gró­dek. Inaczej mówiąc, moż­li­wych jest 37 różnych stanów kulki w niskich ener­giach”. W ten właśnie sposób, porządne kop­nię­cie cząstek w akce­le­ra­to­rze potrafi ukazać ich skrywaną naturę.

Salam, Glashow i Weinberg zuni­fi­ko­wali elek­tro­ma­gne­tyzm i oddzia­ły­wa­nie słabe, tworząc teorię oddzia­ły­wa­nia elek­tro­sła­bego. Był to pierwszy od czasu Jamesa Clerka Maxwella, tak poważny krok ku ujed­no­li­ce­niu fizyki. Chcąc iść za ciosem, niemal natych­miast uczeni zwrócili się ku oddzia­ły­wa­niu silnemu, kierując się ana­lo­gicz­nym rozu­mo­wa­niem. Podjęte wyzwanie nosi nazwę teorii wielkiej uni­fi­ka­cji (GUT, Grand Unified Theory), dla odróż­nie­nia od teorii elek­tro­sła­bej, będącej teorią małej uni­fi­ka­cji. Kluczowe pozo­staje zało­że­nie, iż istnieje jeszcze głębsza symetria, zaś gluon to członek jednej rodziny cząstek, wraz z fotonem, wuonem i zetonem, których podo­bień­stwo ujawni się przy eks­tre­mal­nie dużych ener­giach. Tak wielkich, że spraw­dze­nie słusz­no­ści GUT znajduje się poza zasię­giem tech­nicz­nych moż­li­wo­ści czło­wieka, przy­naj­mniej na razie. Jeśli współ­cze­sna fizyka się nie myli, to w ogniu wiel­kiego wybuchu musiało królować jedno super-oddzia­ły­wa­nie, z którego, w miarę sty­gnię­cia wszech­świata i spon­ta­nicz­nego łamania symetrii, najpierw wyod­ręb­niła się gra­wi­ta­cja, później oddzia­ły­wa­nie silne, a na końcu oddzia­ły­wa­nie słabe i elek­tro­ma­gne­tyczne. 

Zasłona milczenia

Zuni­fi­ko­wa­nie oddzia­ły­wa­nia słabego z elek­tro­ma­gne­ty­zmem oraz postu­laty GUT, docze­kały się połą­cze­nia w ramach tzw. modelu stan­dar­do­wego. Model ten stanowi bez­sprzeczny triumf fizyki teo­re­tycz­nej, lecz jed­no­cze­śnie, od samego początku zmaga się z poważną bolączką. Genialni fizycy pra­cu­jący nad teorią wielkiej uni­fi­ka­cji, doszli do wie­ko­pom­nych odkryć i zasłu­żo­nych zaszczy­tów, cał­ko­wi­cie pomi­ja­jąc bliską nam wszyst­kim gra­wi­ta­cję. Ich roz­wa­ża­nia w ogóle się do niej nie odnoszą. Wypra­co­wany w pocie czoła model stan­dar­dowy jej nie uwzględ­nia. Dopiero w ciągu ostat­nich kilku dekad podjęto ten pro­ble­mem na poważnie. Lekar­stwem na chorobę być może okaże się jedna z naj­bar­dziej nie­zwy­kłych teorii w historii współ­cze­snej nauki – teoria strun.

Ciąg dalszy nastąpi.
Literatura uzupełniająca:
L. Lederman, D. Teresi, Boska cząstka. Jeśli Wszechświat jest odpowiedzią, jak brzmi pytanie?, przeł. E. Kołodziej-Józefowicz, Warszawa 2005;
J. Gribbin, W poszukiwaniu kota Schrödingera. Realizm w fizyce kwantowej, przeł. J. Bieroń, Warszawa 1997;
R. Feynman, QED. Osobliwa teoria światła i materii, przeł. H. Białkowska, Warszawa 2002;
S. Hawking, Krótka historia czasu, Warszawa 2007;
B. Greene, Piękno wszechświata. Superstruny, ukryte wymiary i poszukiwanie teorii ostatecznej, przeł. E. Łokas, Warszawa 2002;
W. Issacson, Einstein. Jego życie, jego wszechświat, przeł. J. Skowroński, Warszawa 2010;
A. K. Wróblewski, Historia fizyki. Od czasów najdawniejszych do współczesności, Warszawa 2015;

Wpis stanowi odświeżoną wersję tekstu z sierpnia 2012 roku.
  • arthy

    Nie wiem jak Ty to robisz, ale czasem kilka Twoich zdan potrafi roz­ja­snic mi tematy, o ktorych czytalem sporo, a nie do konca koja­rzy­lem pewne fakty. Tu np. efekt foto­elek­tryczny. I od razu pytanie czy koniecz­nie fotonem trzeba atakowac metal?

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Terra

    Po co tu wciskasz zydow­skiego boga? Tylko nie­po­trzeb­nie ludzom mącisz i wciskasz reli­gijne mity. Bo ludzie nie wiedzą, ze bog Ein­ste­ina to tylko gra słow i prze­no­snia.

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • anton

    wydaje się, że teoria strun pozwala wyjaśnić tajem­nice budowy “materii”. Atomy składają się z elek­tro­nów protonów neu­tro­nów, te ostatnie z kwarków, a kwarki mogą być strunami drga­ją­cymi z różnymi czę­sto­ściami. A zatem nie istnieje masa, dalej oddzia­ły­wa­nia gra­wi­ta­cyjne też nie istnieją? Pytanie skąd struny czerpią energię do drgań?

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

      Oddzia­ły­wa­nia są prze­no­szone przez bozony, zatem tak foton, jak i gluon czy higgson, również mogą zawierać strunę. Co do drugiego pytania, to możesz równie dobrze pytać “skąd we wszech­świe­cie jest energia”. Struny są tylko inną formą energii; ale nasza obecna wiedza o materia i cząst­kach mówi przecież dokład­nie to samo. E=mc2.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • razdwa7

    “Wie­lo­krot­nie w historii świata człowiek uważał w swej zaro­zu­mia­ło­ści.” “Ale już roz­ża­rzony kawałek metalu potrafi przybrać barwy czer­wo­nej lub nawet białej.” — Nikt nie potrafi pisać po polsku, ale nie­któ­rzy są w tym lepsi od innych.

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • freddie Jazda

    Teoria Strun nie zaslu­guje na miano teorii lecz hipotezy-

    1 z x przeciw ta hipoteza jest nie­mo­zliwa do spraw­dze­nia

    dalej juz nie musze pisac.

    no i fajny artykul

    Pozdra­wiam

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • Dominik Kurek

      Zgadza się, nie rozumiem czemu ją tak się nazywa, podobnie jak teorię geo­cen­tryczną.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Sean Thingy

    “Lekar­stwem na chorobę być może okaże się jedna z naj­bar­dziej nie­zwy­kłych teorii w historii współ­cze­snej nauki – teoria strun” — hm, niekiedy lekar­stwo jest gorsze od choroby. W każdym razie jak zwykle bardzo dobrze się czytało i tym bardziej jestem ciekaw, co napi­szesz dalej.

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • emil

    teoria strun to bzdura pod­rzu­cona przez matematyków,szkoda czasu …

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

      Samej teorii strun nie stwo­rzyli mate­ma­tycy. Ale o tym w następ­nej części. 🙂

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • Hi Jackob

      Emil rozumiem iż dys­po­nu­jesz dużą wiedzą na ten temat. Proszę rozwiń myśl.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Payap

    Taka drob­nostka — zawsze na Kwantowo elek­tro­ma­gne­tyzm = Maxwell. Ja nato­miast zawsze myślałem, że elek­tro­ma­gne­tyzm to przede wszyst­kim Faraday. Maxwell jedynie ubrał to wszystko później we wzory.
    No ale to drob­nostka i nie spędza mi to snu z powiek.
    Fajnie artykuł, fajnie się wszystko czyta.
    pozdra­wiam

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Maciej

    Docze­ka­łem się! Pierwsza część była tak dawno temu, że jeszcze raz muszę prze­czy­tać. Panie Adamie, częściej! Pozdra­wiam ser­decz­nie!

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Dominik Kurek

    Zdaje się że był agno­sty­kiem, a jego Bóg to zbiór praw.

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • rober­trock

      Znamy poglądy Ein­ste­ina na sprawę Boga jednakże i on nie ustrzegł się kontaktu z meta­fi­zyką, a dokład­nie kon­tak­to­wał się z i praw­do­po­dob­nie uwierzył z para­norl­mane zdol­no­ści jasno­wi­dze­nia pewnej kobiety z Ameryki, nazywała się Gene Davis.
      Tak więc wytyka się innym naukow­com jak Linus Pauling, że zwa­rio­wał lecz o ciemnych chwilach kariery naukowej Ein­ste­ina cichosza. Jak być obiek­tyw­nym to dla każdego.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

      • Dominik Kurek

        z jednej strony to dziwne, ale z drugiej pamie­tajmy, że w jego czasach kwestie para­nor­malne nie były dosta­tecz­nie zbadane i skom­pro­mi­to­wane

        Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Dominik Kurek

    “Dla fizyka dokładne wyli­cze­nie pozycji planety, komety czy aste­ro­idy nie stanowi więk­szego wyzwania. Na poziomie wiel­ko­ści sub­a­to­mo­wych nie istnieje taka moż­li­wość. Ani w praktyce, ani w teorii.”
    To znaczy, że cząstki na poziomie fun­da­men­tal­nym są nie­ozna­czone, czy mają kon­kretne para­me­try, których par dokład­nie nigdy nie poznamy?

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

      Są nie­ozna­czone. Elektron nie ma jed­no­cze­śnie okre­ślo­nego pędu i poło­że­nia, bo nie jest “zwy­czaj­nym” ciałem jak obiekty makro­sko­powe.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

      • Dominik Kurek

        Czy zasada nie­ozna­czo­no­ści nie powstała dzięki eks­pe­ry­men­towi myślo­wemu, w którym chcąc zbadać stan cząstki, nie­uchron­nie go zabu­rzamy?

        Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • ejzja

    Czekam na lekar­stwo na chorobę 🙂

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • oskar

    Bardzo przy­step­nie wszystko opisane. Mam tylko jedno pytanie odnosnie oddzia­ły­wa­nie silnego. Wszyscy którzy śledzą Twojego bloga dosko­nale wiedza co to jest wiec nie bede sie zagle­bial. Chcial­bym sie dowie­dziec jak silne jest to oddzia­ly­wa­nie. Ciezko to sobie wyobra­zic poniewaz nie mamy na codzien stycz­no­ści z ta sila. Przy­pu­scmy ze powiek­szy­li­smy kwarki do wiel­ko­sci pileczki golfowej. Ile energii potrze­bo­wa­li­śmy by je roz­dzie­lić? Z gory dzieki za “łopa­to­lo­giczne” wyja­snie­nie.

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0