Η εποχή της αβεβαιότητας

Ένας πρίγκιπας αλλάζει τα δεδομένα

(…) Τον Νοέμβριο του 1924 συγκεντρώνεται ολόκληρη η Σχολή Φυσικής του Πανεπιστημίου των Παρισίων για να ακούσει την υπεράσπιση της διδακτορικής διατριβής του Λουί ντε Μπρολί.
Ο Ντε Μπρολί υψώνει την αριστοκτατικά έρρινη φωνή του και αρχίζει να λέει μονότονα ανήκουστες φράσεις:

 

«Στη φυσική, έτσι όπως παρουσιάζεται σήμερα, υπάρχουν λανθασμένες θεωρίες, οι οποίες ασκούν μια σκοτεινή γοητεία στη δύναμη της φαντασίας μας. Για περισσότερο από μισό αιώνα διαιρούσαμε τα φαινόμενα του κόσμου σε δυο τομείς: στα άτομα και τα σωματίδια της στερεής ύλης και στα άυλα κύματα του φωτός, τα οποία εξαπλώνονται στη θάλασσα του φωτεινού αιθέρα. Τα δύο αυτά συστήματα όμως δεν πρέπει πλέον να εξετάζονται ξεχωριστά, πρέπει να τα ενώσουμε σε μια και μοναδική θεωρία, μόνο μία τέτοια θεωρία μπορεί να εξηγήσει τις πολλαπλές αλληλεπιδράσεις τους.
Το πρώτο βήμα το έχει ήδη κάνει ο συνάδελφος Αϊνστάιν: Πριν από είκοσι χρόνια διατύπωσε ότι το φως δεν είναι μόνο ένα κύμα, αλλά περιέχει σωματίδια ενέργειας, και αυτά τα φωτόνια, που είναι απλώς ποσότητες ενέργειας, ταξιδεύουν με τα φωτεινά κύματα. Πολλοί αμφέβαλλαν για την ορθότητα αυτής της σκέψης, άλλοι προτίμησαν να κλείσουν τα μάτια για να μη δούν το νέο δρόμο που μας δείχνει. Διότι, ας μη γελιόμαστε, πρόκειται για μια πραγματική επανάσταση. Μιλάμε για το αντικείμενο της φυσικής που εκτιμάται περισσότερο απ’ όλα, το φως, και το φως δεν μας επιτρέπει μόνο να βλέπουμε τις μορφές αυτού του κόσμου, μας δείχνει και τα αστέρια που κοσμούν τους σπειροειδείς βραχίονες του γαλαξία, και την κρυμμένη καρδιά των πραγμάτων. Αυτό το αντικείμενο όμως δεν είναι ένα και μοναδικό, είναι διττό. Το φως υπάρχει με δυο διαφορετικούς τρόπους. Ως τέτοιο ανατινάζει τις κατηγορίες με τις οποίες έχουμε προσπαθήσει να ταξινομήσουμε τις αμέτρητες μορφές με τις οποίες εκδηλώνεται η φύση. 

 Ως κύμα και ως σωματίδιο το φως κατοικεί σε δυο συστήματα, έχει δυο ιδιότητες τόσο αντίθετες, όσο και τα δυο πρόσωπα του Ιανού. Όπως ο θεός των Ρωμαίων, εκφράζει κι αυτό τις αντιφατικές ιδιότητες του συνεχούς και του διακριτού, του ξεχωριστού και του όμοιου.
Εκείνοι που είναι κλειστοί απέναντι σε αυτή τη διαπίστωση προβάλλουν ως επιχείρημα το γεγονός ότι μια τέτοια καινούργια θεωρία σημάινει αντιπαράθεση με την κοινή λογική. Τους λέω όμως το εξής: κάθε μορφή ύλης χαρακτηρίζεται από αυτή τη δυαδικότητα! Δεν υπόκειται μόνο το φως σε αυτή τη διάσπαση, αλλά καθένα από τα άτομα από τα οποία δημιουργήθηκε το σύμπαν. Η διατριβή που κρατάτε στα χέρια σας αποδεικνύει ότι για κάθε υλικό σωματίδιο – είτε πρόκειται για ηλεκτρόνιο είτε για πρωτόνιο – υπάρχει ένα αντίστοιχο κύμα που το μεταφέρει στο χώρο. Γνωρίζω ότι πολλοί θα αμφισβητήσουν τα απιχειρήματά μου και δεν διστάζω να ομολογήσω ότι προέρχονται μόνο από τους μοναχικούς μου συλλογισμούς. Παραδέχομαι τον αλλόκοτο χαρακτήρα που έχουν κια θα δεχτώ την τιμωρία που ίσως υποστώ σε περίπτωση που είναι λανθασμένοι. Αλλά σήμερα σας λέω με απόλυτη βεβαιότητα ότι όλα τα πράγματα μπορούν να υπάρχουν με δυο τρόπους και ότι τίποτα δεν είναι τόσο στέρεο όσο δείχνει. Η πέτρα στο χέρι ενός παιδιού που σημαδεύει το ανίδεο σπουργίτι που κάθεται στο κλαδί του θα μπορούσε να κυλήσει σαν νερό μέσα από τα δάχτυλά του».

Ο Ντε Μπρολί κλείνει τη διάλεξή του. Οι καθηγητές είναι σιωπηλοί και εμβρόντητοι, δεν βρίσκουν λόγια για να σχολιάσουν τις απόψεις του. Ο Λουί ντε Μπρολί εγκαταλείπει την αίθουσα. Πήρε το διδακτορικό του. Πέντε χρόνια αργότερα θα του απονεμηθεί για την εργασία του το βραβείο Νόμπελ.
Η ιδέα των κυμάτων της ύλης αρέσει τόσο πολύ στον Αϊνστάιν, ώστε στο επόμενο συνέδριο, τον Σεπτέμβριο του 1924 στο Ίνσμπουργκ, προτείνει στους πιραματικούς φυσικούς να αναζητήσουν ενδείξεις για φαινόμενα κυμάτων στις μοριακές ακτίνες. Τα κύματα ύλης του Ντε Μπρολί είναι στα μάτια του Αϊνστάιν ένα βήμα για να αποκατασταθεί η κλασική τάξη στη φυσική, την οποία υπονομεύει ο Νιλς Μπορ. Με ένα αντίτιμο ωστόσο: τώρα οι δυο όψεις της ύλης, τα κύματα και τα σωματίδια, βρίσκονται η μία δίπλα στην άλλη. Πως συνδέονται μεταξύ τους; Συνδέονται άραγε με κάποιο τρόπο; Ο Αϊνστάιν δεν έχει απάντηση.

Ένα τυχαίο γεγονός δείχνει τον Απρίλιο του 1925 ότι ο Ντε Μπρολί, με την παράτολμη ιδέα που είχε, βρίσκεται στο σωστό δρόμο. Ο φυσικός Κλίντον Ντέιβισον, τριάντα τεσσάρων ετών, εξετάζει στο εργαστήριο της Western Electric Company στη Νέα Υόρκη τι συμβαίνει όταν βομβαρδίζει με ηλεκτρόνια διάφορα μέταλλα. Μια μέρα ανατινάζεται ένα μπουκάλι με υγροποιημένο αέρα και συντρίβει τους σωλήνες κενού αέρος με το δείγμα νικελίου, στο οποίο έχει στραμμένη την ακτίνα των ηλεκτρονίων. Το νικέλιο σκουριάζει στον αέρα. Ο Ντέιβισον το καθαρίζει θερμαίνοντάς το, χωρίς να φανταστεί ότι κατ’ αυτόν τον τρόπο μετατρέπει τους μικρούς κρυστάλλους σε μεγαλύτερους, στο πλέγμα των οποίων η ακτίνα των ηλεκτρονίων περιθλάται. Ο Ντέβισον δεν μπορεί να εξηγήσει γιατί τα αποτελέσματα των μετρήσεών του είναι τώρα εντελώς διαφορετικά. Τις καταγράφει, τις δημοσιεύει και εκπλήσσεται όταν κάποιοι συνέδελφοί του του εξηγούν τι μέτρησε: ότι τα ηλεκτρόνια μπορούν να συμπεριφέρονται σαν κύματα. Ο Γάλλος πρίγκηπας μάντεψε σωστά. Δώδεκα χρόνια αργότερα πρόκειται να απονεμηθεί στον Κλίντον Ντέιβισον (*) το βραβείο Νόμπελ για την ανακάλυψή του.

Δείτε ολόκληρο το άρθρο εδώ:

https://physicsgg.me/2023/01/24/%ce%b7-%ce%b5%cf%80%ce%bf%cf%87%ce%ae-%cf%84%ce%b7%cf%82-%ce%b1%ce%b2%ce%b5%ce%b2%ce%b1%ce%b9%cf%8c%cf%84%ce%b7%cf%84%ce%b1%cf%82/