DETI MODERNEJ VEDY

Louis de Broglie Princ z eiffelovky

Nevieme, kde presne sa zrodil čudesný nápad o hmotných vlnách, ktoré zmenili fyziku. Možno už počas 1. svetovej vojny, keď Louis de Broglie slúžil na eiffelovke ako radista a rozmýšľal o neuveriteľných vlastnostiach atómu, elektrónu alebo svetelného ...

(Zdroj: ISIFA)

Nevieme, kde presne sa zrodil čudesný nápad o hmotných vlnách, ktoré zmenili fyziku. Možno už počas 1. svetovej vojny, keď Louis de Broglie slúžil na eiffelovke ako radista a rozmýšľal o neuveriteľných vlastnostiach atómu, elektrónu alebo svetelného lúča. Jeho nápad bol taký zvláštny, že ho musel podporiť všadeprítomný Einstein, aby otvoril prevratnej myšlienke cestu do života.De Broglie nemal na úvahy o miniatúrnom fyzikálnom svete vyhradený čas. Rovnako ako Newton by mohol povedať: "Rozmýšľal som o tom stále." Najmä po tom, čo sa zoznámil s prácami Nielsa Bohra, ktorý tesne pred vojnou vytvoril prvý stabilný model atómu.

Pôrodné bolesti

De Broglieho nebeskú hypotézu možno zhrnúť približne takto: Ak majú svetelné vlny časticové vlastnosti, čo ukázali Planck a Einstein, prečo by všetky častice, napríklad elektróny, nemohli mať pre zmenu isté vlnové vlastnosti?

Tento na prvý pohľad nevinný nápad zhmotnil šesť rokov po vojne v doktorskej dizertácii, ktorú zhodnotili autority zo skúšobnej univerzitnej komisie v Paríži v prvej fáze ako veľmi podozrivú. Sotva sa tomu možno čudovať. Fyzici sú v drvivej väčšine tiež iba obyčajní smrteľníci a nemajú radi nové, ničím nepodložené myšlienky, ktoré im berú pôdu pod nohami. A môže im byť úplne jedno, že sa zrodili v šľachtickej hlave.

Vtedy to naozaj vyzeralo zvláštne až neprístojne, no de Broglie nevyslovil z nášho pohľadu až takú neuveriteľnú vec. Dnes vám povie každý školák, teda každý informovaný školák, že elektrón predsa nie je ani častica, ani vlna, a že Thomson starší získal Nobelovu cenu za objav elektrónu ako častice (1906), zatiaľ čo Thomson mladší za dôkaz,

že elektrón je vlna (1937). Nuž teda ani de Broglie nemohol za to, že kvantový svet sa správa tak čudne a že elektróny alebo fotóny sú schopné nasadiť si akúkoľvek masku. Jeho zásluhou je, že sa ich premenami nenechal zmiasť a vytvoril akýsi minimálny matematický slovník spájajúci vlny so svetom hmoty.

Prvý lúč svetla

Skúšobná komisia na Parížskej univerzite sa zišla v roku 1924, tri roky predtým, než Američania Davisson a Germer a Škót Thomson experimentálne preukázali vlnové správanie elektrónu. Členom komisie však bol aj profesor Paul Langevin, známy popularizátor prác A. Einsteina vo Francúzsku. Ako neskôr skromne opisoval

de Broglie, aj Langevina "pravdepodobne trochu ohromila novota mojich myšlienok". Bol však natoľko múdry, že požiadal autora o ďalšiu kópiu, ktorú poslal Einsteinovi. Na neho urobila de Broglieho práca veľký dojem. Langevinovi odpísal: "Podľa mňa ide o prvý krehký lúč svetla vrhnutý na jednu z najzávažnejších záhad fyziky." Potom už komisii nezostávalo než podozrivú dizertačnú prácu pustiť do sveta.

Elektróny aj neutróny

Dnes je jasné, že okrem elektrónu majú vlnové vlastnosti aj ďalšie častice. Od konca 70. rokov uplynulého storočia sa uskutočnilo veľa krásnych experimentov založených na vlnových vlastnostiach neutrónov, ktoré sú spolu s protónmi súčasťou atómových jadier.

"Aj keď úplné experimentálne potvrdenie de Broglieho predstavy hmotných vĺn trvalo viac ako 70 rokov, skúšobná komisia, ktorá mu udelila doktorát, vtedy zjavne dospela k správnemu rozhodnutiu," napísali v knihe Nový kvantový vesmír Tony Hey a Patrick Walters (Argo, Dokořán, Praha 2005).

Fascinujúcim výsledkom je napríklad využitie laserového žiarenia, pomocou ktorého možno pôsobiť na atómy. Iným pozoruhodným výskumom vychádzajúcim z objavu hmotných vĺn je snaha viedenského tímu Antona Zeilingera zistiť, do akej veľkosti sa ešte častice správajú ako vlny a kde teda strácajú svoj kvantovo-neurčitý charakter.

Vzrušujúce dedičstvo

Vráťme sa ešte k zaujímavej knihe Heya a Waltersa. Autori píšu: "Naším cieľom je zapôsobiť i na toho najskeptickejšieho čitateľa ohromným rozsahom a rôznorodosťou úspešných predpovedí kvantovej mechaniky. Zdanlivo absurdné predstavy de Broglieho, Schrödingera a Heisenberga viedli k úplne novým technológiám, ktorých samotná existencia je podmienená objavmi týchto priekopníkov kvantovej mechaniky. Celý moderný elektronický priemysel a technológia kremíkového čipu sú založené na kvantovej teórii materiálov nazývaných polovodiče. Podobne všetky laserové aplikácie sú možné iba vďaka tomu, že na základnej kvantovej úrovni rozumieme mechanizmu vyžarovania svetla pomocou atómov, ktoré ako prvý rozpoznal Einstein."

Louis de Broglie a ďalší tvorcovia kvantovej mechaniky nám zanechali veľmi vzrušujúce, veľmi praktické, no súčasne veľmi ťažko čitateľné dedičstvo. Ako keby bolo napísané v hieroglyfoch. Sám de Broglie sa iba ťažko zmieroval s čudným fungovaním prírody, ktoré sám pozoroval. Richard Feynman, ďalší z kvantovej generácie, hovoril o tom, že z hľadiska ľudského rozumu funguje príroda opísaná pomocou kvantovej elektrodynamiky absurdne. No na rozdiel od de Broglieho či Schrödingera z toho nemal ťažký spánok.

Najpádnejším dôkazom absurdity kvantového sveta je nelokálnosť kvantových systémov, najväčšia záhada zo všetkých fyzikálnych záhad. Ako je možné, že meranie jednej časti kvantového systému, napríklad elektrónu, okamžite zmení druhú časť, dokonca aj vtedy, ak sú obe časti natoľko vzdialené, že spolu nemôžu komunikovať nijakým nám známym spôsobom? Einstein v tomto prípade oprávnene hovoril o strašidelnom pôsobení na diaľku. Jedno z vysvetlení, ktoré predložil Louis de Broglie a ktoré rozvinul David Bohm, hovorí, že sa to deje pôsobením riadiacej či pilotnej vlny, ktorá skryto uchováva spojenie medzi oboma časťami systému. Existujú aj iné vysvetlenia, no všetky vyzerajú rovnako bezmocne alebo, naopak, priam šialene. Možno sú dostatočne šialené na to, aby boli správne.

Fabriky na nobelovky

Zmätok vo vnímaní základných fyzikálnych procesov, ktorý vo vedeckom svete vládol začiatkom 20. storočia a ktorý začal intuitívne rozmotávať de Broglie, zhrnul významný fyzik William Bragg. Raz v zúfalstve povedal, že v pondelok, stredu a piatok vyučuje časticovú teóriu svetla a v utorok, vo štvrtok a v sobotu teóriu vlnovú. Taká rozpoltenosť by mohla normálneho človeka priviesť do blázinca, lenže na Bragga mala úplne iný vplyv. Rovnako ako otec kvantovej teórie Niels Bohr alebo objaviteľ elektrónu J. J. Thomson, zvládol rodinné umenie reťazovej produkcie Nobelových cien. Svedčí o tom rok 1915, keď sa, 14 rokov pred de Brogliem, vydal do Štokholmu spolu s Williamom Braggom mladším pre ocenenie za štúdium kryštalickej štruktúry pomocou röntgenového žiarenia, čo neskôr zohralo významnú rolu pri objave štruktúry DNA. Ešte pripomeňme, že dve Nobelove ceny získal aj biochemický rodinný tandem Arthur Kornberg (1959) a jeho syn Roger (2006).

vizitka vedca

Louis Victor Pierre Raymond de Broglie sa narodil 15. augusta 1892 vo francúzskom Dieppe ako druhý syn vojvodu z Broglie. Študoval na Parížskej univerzite literárne vedy a históriu, no po troch rokoch prebehol na fyziku. Štúdium prerušila 1. svetová vojna, počas ktorej bol de Broglie radistom na Eiffelovej veži. Po vojne začal pracovať vo fyzikálnom laboratóriu staršieho brata Mauricea, kde sa zoznámil s prácami Nielsa Bohra. Doktorát získal v roku 1924 vďaka

A. Einsteinovi, ktorý sa prihovoril za jeho prelomovú prácu o vlnovej povahe elektrónu (Nobelova cena 1929). Tá sa po rozvinutí Erwinom Schrödingerom stala spolu s kvantovou mechanikou základom nového odboru kvantovej fyziky. Potom prednášal fyziku na Sorbonne, od roku 1926 viedol Inštitút Henriho Poincarého, od roku 1932 katedru teoretickej fyziky na Parížskej univerzite, od roku 1933 bol členom Francúzskej akadémie vied, neskôr poradcom francúzskej Komisie pre atómovú energiu (aj s bratom Mauriceom).

De Broglieho geniálna hypotéza vyriešila dávny spor a zjednotila dva svety, ktoré predtým existovali oddelene: jeden sa skladal zo svetla a vĺn, druhý z hmoty a častíc. S využitím jeho objavu vytvoril E. Ruska elektrónový mikroskop, dnes je základom modernej polovodičovej techniky.

Spolu so Schrödingerom a Einsteinom dlho a márne hľadal cestu, ako do sveta kvantových pravdepodobností zakomponovať istoty klasickej fyziky. Nikdy sa neoženil, k jeho záľubám patrila turistika, čítanie, rozmýšľanie a šach. Napísal rad úspešných vedeckých a populárnych kníh.

Zomrel 19. marca 1987 v požehnanom veku 94 rokov.


Najčítanejšie na SME Tech


Inzercia - Tlačové správy


  1. Zľava 3000 € na 3-izbové byty v Jarabinkách
  2. Projekt Seberíniho: 60% vypredané ešte pred začiatkom kampane
  3. Stačí len mechanické, alebo elektronické zabezpečenie vozidla?
  4. Hyundai Tucson Shadow určite nezostane v tieni.
  5. 6 dôvodov, prečo začať posielať peniaze cez VIAMO (a ako na to)
  6. Atraktívnejšie učenie vďaka digitálnym technológiám
  7. Aký vplyv by mal konflikt v Kórei na vaše investície?
  8. JUDr. Barbora Sabó: Dobrý maklér šetrí čas, peniaze i nervy!
  9. Intímna hygiena – celoročná záležitosť
  10. Rastie nám pokrivená generácia?
  1. Poslanec Borguľa žiada vládu o podporu pre Bratislavu
  2. Otvorenie akademického roka 2017/2018 na EU v Bratislave
  3. Projekt Seberíniho: 60% vypredané ešte pred začiatkom kampane
  4. FSEV UK v Bratislave: Prax je súčasťou študijných programov
  5. 6 dôvodov, prečo začať posielať peniaze cez VIAMO (a ako na to)
  6. Hyundai Tucson Shadow určite nezostane v tieni.
  7. Stačí len mechanické, alebo elektronické zabezpečenie vozidla?
  8. Exkurzia odborárov a absolventov SvF STU v Bratislave 2017
  9. Zvolen: Zvolenčania myslia na zabezpečenie svojich domovov
  10. Detské zúbky sú veda
  1. Zanzibar je plný lákadiel na dokonalú exotickú dovolenku 6 418
  2. 6 dôvodov, prečo začať posielať peniaze cez VIAMO (a ako na to) 4 456
  3. Rastie nám pokrivená generácia? 3 081
  4. Intímna hygiena – celoročná záležitosť 2 595
  5. 3 mýty, ktorým ste možno uverili. Ale ako je to naozaj? 1 720
  6. JUDr. Barbora Sabó: Dobrý maklér šetrí čas, peniaze i nervy! 1 272
  7. Zľava 3000 € na 3-izbové byty v Jarabinkách 1 222
  8. Kedy sa refinancovanie oplatí? 1 062
  9. Aký vplyv by mal konflikt v Kórei na vaše investície? 1 015
  10. Plug-in, hybrid alebo elektromobil? Poradíme, ako správne vybrať 1 000

Hlavné správy zo Sme.sk

KOMENTÁRE

Môže sa ľahko stať, že českú vládu povedie Slovák

Dôvody, pre ktoré by väčšina Čechov mala závidieť Slovákom ich politiku. Preferencie potvrdzujú, že tretina ľudí si ešte nevybrala.

ŠPORT

Milióny na jeho plat? Prieskumy ukázali, že Sagan sa oplatí

Tím Bora-Hansgrohe zhodnotila prvú sezónu v najvyššej lige, očakával viac.

EKONOMIKA

Časť severného obchvatu Prešova je o krok bližšie, NDS chystá súťaž

Výstavbu rýchlostnej cesty štát rozdelil na dve etapy.

Neprehliadnite tiež

OBJEKTÍV

Ako vyzerá zrodenie hviezd? Pozrite si jasle v Mliečnej ceste

Herschelov teleskop pomohol astronónom pri skúmaní vzniku hviezd nevídaným spôsobom.

Vedci vystresovali ryby. Dokázali, že majú osobnosť

Niektoré gupky znehybnia, iné sú odvážnejšie.

Po EÚ začne tlačiť na technologické firmy aj USA

Vládam sa nepáči, že morálka na internete sa rozchádza s tou, ktorou sa riadime pri spoločenskom vystupovaní.

Veľkosťou srdca budete odomykať dvere, mobil aj auto

Skenovanie srdca je bezpečnou biometriou budúcnosti.