„Lehet, a Föld sincs, mi sem vagyunk”

Diósi Lajos a kvantumfizikáról, a mikro- és makrovilágról

„A gravitáció einsteini elmélete nem fér össze a kvantumelmélettel” – mondta többek között a kvantumelmélet egyik jeles hazai képviselője, Diósi Lajos, az MTA doktora, egyetemi magántanár. Szó esett még a kvantumszámítógépről, s arról, hogy egy adott részecske egyszerre két helyen is lehet. Nem állítjuk, hogy mindent értünk, de azt igen, hogy egy rendkívül érdekes – és szórakoztató – beszélgetésben volt részünk.

Magyar Narancs: Kvantumfizika, kvantummechanika – használjuk e fogalmakat, de mi is az a kvantum?

Diósi Lajos: Hogy miért a „mennyiség” jelentésű latin szóról kapta nevét a 20. századi új fizika? Ez még közérthetően elmondható lesz. Viszont a kvantumelmélet magas szintű absztrakció. Örök csoda, hogyan voltak képesek kidolgozni a sors kiválasztott, de mégiscsak halandó elméi. A kvantumelmélet az élettelen természet mai tudásunk szerinti legalapvetőbb törvénye, felismerése civilizációnk csúcsteljesítménye. Ezért akármennyire elérhetetlen az absztrakciós szintje a legtöbb olvasó számára, úgy mondanám: illendő beszélnünk róla.

MN: Öt évvel ezelőtt a 24.hu-nak arról is beszélt, hogy a 19., vagy bizonyos megszorításokkal a 20. századig érvényes lehetett a fizikában és tágabb értelemben a természettudományokban a newtoni világkép, ám ha az anyag nagyon picinyke szintjeit nézzük, akkor a korábbi kőbe vésettnek gondolt elméletek már nem állják meg a helyüket. Mi változott meg azon a századfordulón?

DL: Ami a forradalmakat szokta indítani! A fizikus Max Planck (1858–1947) rájött, hogy a hősugárzás energiája kicsiny adagokból, kvantumokból áll, és bevezette az úgynevezett Planck-állandót, ezzel a rendkívül kicsiny léptékkel arányosak a sugárzási energiakvantumok. Planck tudta, hogy elmélete eltért a klasszikus fizikától, ahol a fizikai mennyiségek folytonosan változnak és változtathatók, nem csak adagokban. A forradalom elkezdődött, és lavinát indított. A Planck felfedezését követő negyedszázadban kiderült, az anyag picinyke, atomi és szubatomi szintjei nem követik a klasszikus elméletet. Abban az elméletben az atomoknak, a bennük levő elektronoknak ugyanúgy a newtoni mechanika szerint kellett volna mozogniuk, mint a nagyobb tömegű testeknek a rájuk ható erők hatására. Hogy ez mennyire másként van az atomi világban, arra senki nem számított, nem is számíthatott! Sem Einstein (1879–1955) és Bohr (1885–1962), akik a fény és az atomszerkezet kvantáltságát ismerték fel. Sem Heisenberg (1901–1976) és Schrödinger (1987–1961), akik az atomi és szubatomi szint, a mikrovilág máig érvényes egyetemes elméletét, a kvantumelméletet alkották meg.