Nauka rusza w drogę

Rano wstajesz i zapalasz światło. Być może pokój oświetlają LED-y. Sprawdzasz smartfon. Później nawigacja pokazuje ci, gdzie jesteś.

Nic z tego nie wydaje się szczególnie tajemnicze. A jednak niedługo po wstaniu prawdopodobnie masz już za sobą kilka spotkań z rezultatami fizyki kwantowej. LED-y i lasery, półprzewodniki w komputerach i smartfonach, ogniwa słoneczne, aparaty do rezonansu magnetycznego w szpitalach oraz zegary atomowe niezbędne dla GPS-u – wiele technologii codziennego użytku nie byłoby możliwych bez odkryć fizyki kwantowej.

Do czego mi się to kiedyś przyda?

To pytanie zna chyba każdy nauczyciel fizyki. W przypadku fizyki kwantowej odpowiedź może zaskoczyć: nie musisz czekać na „kiedyś”. Rezultaty tej nauki już od dawna towarzyszą ci na co dzień.

A przecież wszystko zaczęło się od pytań, które początkowo nie miały nic wspólnego ze smartfonami ani GPS-em. Na początku XX wieku Albert Einstein badał, jak światło oddziałuje z materią. Później otrzymał Nagrodę Nobla za wyjaśnienie efektu fotoelektrycznego – a nie za teorię względności, z której jest dziś znacznie bardziej znany.

Niedługo później Werner Heisenberg znalazł się wśród badaczy opisujących jeszcze dziwniejszy świat. Na poziomie atomów i najmniejszych cząstek obowiązują reguły sprzeczne z naszym codziennym doświadczeniem. Na przykład położenia i pędu cząstki nie można jednocześnie określić z dowolnie dużą dokładnością.

Wtedy nikt nie mógł wyciągnąć z kieszeni smartfona. Nie było GPS-u, LED-y nie oświetlały mieszkań, a nikt nie korzystał z rezonansu magnetycznego. Dziś wiele technologii, których podstawy wyrosły z tamtych badań, wydaje nam się czymś zupełnie zwyczajnym.

Co będzie dalej?

To być może jeszcze ciekawsze pytanie. Fizyka kwantowa nie skończyła się na smartfonach, laserach i zegarach atomowych. Naukowcy pracują dziś między innymi nad komputerami kwantowymi, niezwykle czułymi czujnikami kwantowymi oraz nowymi sposobami przesyłania informacji wykorzystującymi właściwości kwantowe.

Od 2 października w Donostii-San Sebastián będzie można zobaczyć, dokąd może prowadzić ta podróż. Podczas festiwalu nauki Passion for Knowledge otworzy się Kapsula Kuantikoa, czyli Kapsuła Kwantowa. Dzięki materiałom audiowizualnym i interaktywnym instalacjom odwiedzający mają poznać podstawowe zasady fizyki kwantowej oraz odkryć jej zastosowania w codziennym życiu.

Grupy mogą rezerwować wizyty trwające około 50 minut, ale przewidziano również otwarte zwiedzanie, podczas którego wystawę można poznawać samodzielnie. Organizatorzy nie zdradzają jednak na stronie internetowej, jakie dokładnie doświadczenia i instalacje czekają w środku. Może to nawet dobrze – coś pozostaje do odkrycia.

Fizyka przyjeżdża do ludzi

2 października Kapsuła Kwantowa stanie najpierw obok nowego budynku Donostia International Physics Center na kampusie Ibaeta, w samym sercu tak zwanej Quantum Mile. 3, 6 i 7 października przeniesie się na esplanadę Sagüés.

Potem „Nauka rusza w drogę” staje się niemal dosłownym opisem wydarzeń: kapsuła jedzie dalej. Nie tylko do kilku dużych miast uniwersyteckich, lecz przez 147 gmin Kraju Basków.

Zwykle wyobrażamy to sobie odwrotnie. Jeśli ktoś chce dowiedzieć się czegoś o fizyce kwantowej, jedzie na uniwersytet, do ośrodka badawczego albo muzeum nauki. Tutaj to nauka sama rusza w drogę do ludzi.

Być może po drodze kapsuła odpowie także na drugie pytanie. Nie tylko „Do czego mi się to kiedyś przyda?”, lecz w przypadku niektórych odwiedzających również: „Czy ja też mógłbym kiedyś zajmować się takimi badaniami?”

To, co dziś brzmi jeszcze jak przyszłość

Około stu lat temu fizycy badali świat, którego reguły wydawały się dziwne nawet im samym. Przez kolejne dziesięciolecia te badania podstawowe przyniosły wiedzę, bez której trudno byłoby dziś wyobrazić sobie wiele technologii obecnych w naszym codziennym życiu.

To, co dziś w ośrodku badawczym wciąż brzmi jak przyszłość, dla następnego pokolenia może być czymś zupełnie zwyczajnym. Być może znajdzie się kiedyś w urządzeniu używanym każdego ranka, bez najmniejszej myśli o fizyce kwantowej.

Tak jak dziś smartfon. Albo LED. Albo mała niebieska kropka na mapie, która całkiem dokładnie wie, gdzie jesteś – ponieważ wysoko nad tobą zegary atomowe na pokładach satelitów odmierzają czas.