100 lat temu narodziła się tam mechanika kwantowa. Niewielka wyspa po raz kolejny ściągnęła fizyków

Tegoroczny czerwiec jest dla wyspy Helgoland wyjątkowy. Wiąże się bowiem z setną rocznicą dokonań Wernera Heisenberga, który w 1925 roku wykonał kluczową pracę związaną z poznaniem mechaniki kwantowej.
100 lat temu narodziła się tam mechanika kwantowa. Niewielka wyspa po raz kolejny ściągnęła fizyków

Od tamtej pory niewielka wyspa, położona około 50 kilometrów od lądowej części Niemiec, wciąż ściąga fizyków z całego świata. Położona na wodach Morza Północnego – i będąca swego czasu trudną do zdobycia twierdzą – obecnie jest raczej kojarzona z tracącym na popularności kurortem turystycznym. Dla naukowców zajmujących się mechaniką kwantową jest jednak istną mekką.

Czytaj też: Czas i przestrzeń, a może jednak nie? Fizyk wysunął niespodziewaną teorię

Na jednym z tamtejszych klifów znajduje się tabliczka z brązu upamiętniająca dokonania Wernera Heisenberga. Ten, jak głosi legenda, wybrał się na wyprawę w celu złagodzenia objawów kataru siennego. Właśnie wtedy miał wpaść na pomysły, które zapoczątkowały wynalezienie mechaniki kwantowej? Czy faktycznie tak było? Niekoniecznie, choć w całej historii kryje się nieco prawdy.

Można założyć, że Heisenberg faktycznie wpadł na pewne pomysły, które ostatecznie zapewniły fizykom odpowiednie podejście do całej sprawy. Ostatecznie, na początku kolejnego roku, pierwsze skrzypce odegrał Erwin Schrödinger, który wprowadził funkcję falową jako sposób przewidywania ewolucji układu kwantowego. Mimo to Helgoland jest w powszechnej świadomości traktowana jako symboliczne miejsce narodzin mechaniki kwantowej.

Mechanika kwantowa była obiektem badań prowadzonych przez Wernera Heisenberga, chociaż historia związana z wyspą Helgoland jest nieco podkolorowana

Zorganizowana w czerwcu konferencja, na którą przybyło wielu wybitnych naukowców, pokazała, jak wielu postępów udało się dokonać, ale i jak mało wciąż wiadomo w tej dziedzinie. Mówimy przecież o teorii odnoszącej się do najmniejszych cząstek – takich, których nie da się dostrzec gołym okiem i nierzadko wymagających skomplikowanych eksperymentów do ujawnienia ich istnienia. 

Tkwi w niej gigantyczny potencjał, chociażby w postaci rozwoju komputerów kwantowych. Takie urządzenia mogłyby zrewolucjonizować ludzką cywilizację, umożliwiając wykonywanie skomplikowanych obliczeń w czasie nieporównywalnie krótszym, niż w przypadku klasycznych komputerów. To z kolei mogłoby utorować drogę do uzyskania odpowiedzi na pytania o istotę wszechświata, pozwolić na prowadzenie szyfrowanej komunikacji czy projektowanie przełomowych leków i materiałów. 

Czytaj też: Paradoks, który łamie prawa fizyki klasycznej. Naukowcy właśnie udowodnili, że 1 może równać się -1

Po stu latach Helgoland znowu stała się najważniejszą wyspą w dziedzinie fizyki, choć z punktu widzenia nauki można teraz wymienić wiele innych, istotniejszych ośrodków, z europejskim CERN na czele. To właśnie tam mieści się Wielki Zderzacz Hadronów, pozwalający odtwarzać warunki panujące ułamki sekundy po Wielkim Wybuchu czy też odkrywać cząstki pokroju bozonu Higgsa. 

Pytania, które zajmowały sto lat temu Heisenberga, wciąż – przynajmniej częściowo – okazują się aktualne. Wśród nich można wymienić na przykład to, co się dzieje, gdy dokonujemy pomiaru na cząstce kwantowej i w jaki sposób zmienia ona kwant w klasyczny? Mimo to nie da się nie zauważyć postępu, jaki osiągnęli fizycy od okresu międzywojennego. A sytuacja powinna się tylko poprawiać, ponieważ świat nauki dysponuje teraz bardziej zaawansowanymi narzędziami niż kiedykolwiek wcześniej.