Max Planck, creatorul Teoriei Cuantice. „Nu cunoașterea adevărului, ci succesul care însoțește căutarea lui este ceea ce îl îmbogățește pe om și îi aduce fericirea”

Fără teoria cuantică, fizica ar fi fost mult mai limitată în înțelegerea lumii înconjurătoare. Am fi avut dificultăți în a explica comportamentul particulelor subatomice și interacțiunile dintre ele, iar tehnologiile și aplicațiile care se bazează pe principiile mecanicii cuantice nu ar fi existat sau ar fi fost mult mai limitate.

Teoria cuantică a fost fundamentală în dezvoltarea electronicii moderne. Dispozitive precum tranzistoarele și circuitele integrate se bazează pe principii cuantice pentru a controla fluxul de electroni. Acestea sunt utilizate în telefoane mobile, computere, televizoare și o gamă largă de alte dispozitive electronice pe care le folosim zilnic. Laserul, care funcționează prin stimularea emisiei de fotoni într-un mediu cuantic, generând o lumină coerentă și direcționată, și care este utilizat în diverse domenii, precum comunicațiile optice, medicina, industria și cercetarea științifică, este un alt exemplu de aplicație a teoriei cuantice.

• Iată cum o simplă cană cu ceai poate deveni un detector de particule!
• Pentru prima dată în istorie, astronomii au fotografiat îndeaproape o stea din afara galaxiei Calea Lactee

Apoi, tehnici ca imagistica prin rezonanță magnetică (IRM) și tomografia cu emisie de pozitroni (PET) se bazează, de asemenea, pe principiile mecanicii cuantice pentru a obține imagini detaliate ale structurii și funcției corpului uman, pentru a diagnostica și monitoriza boli.

La fel și ecranele cu cristale lichide, precum cele utilizate în televizoarele și monitoarele LCD, se bazează pe efectele mecanicii cuantice pentru a controla proprietățile optic-electrice ale cristalelor lichide, oferind imagini de înaltă calitate și consumând mai puțină energie decât alte tehnologii de afișare.

Acestea sunt doar câteva exemple de aplicații practice ale teoriei cuantice în viața de zi cu zi, o teorie, prin urmare, care a avut un impact semnificativ în dezvoltarea tehnologiilor moderne și care continuă să inspire cercetări și inovații în diverse domenii.

Ce este Teoria Cuantică?

Cunoscută și sub denumirea de mecanică cuantică, Teoria Cuantică este o ramură a fizicii care descrie comportamentul particulelor subatomice și interacțiunile lor. Teoria cuantică oferă o explicație coerentă și precisă a comportamentului particulelor subatomice, cum ar fi electronii, protonii și fotoni, permițându-ne să înțelegem fenomenele precum dualitatea undă-particulă, tunelarea cuantică, interacțiunile cuantice și superpoziția cuantică. Fără teoria cuantică, nu am putea înțelege și explica multe dintre observațiile experimentale din lumea microscopică.

Cercetarea în domeniul mecanicii cuantice a dus la descoperiri precum particulele elementare, teoria cuantică a informației, fenomenele cuantice neliniare și posibilele conexiuni cu gravitația cuantică.

Teoria mecanicii cuantice a apărut la începutul secolului al XX-lea și unul dintre pionierii ei este fizicianul Max Planck.

Max Planck s-a născut la 23 aprilie 1858, la Kiel, Germania, contribuțiile lui punând bazele fizicii moderne și aducându-i prestigiosul Premiu Nobel pentru Fizică în 1918.

Max Planck a crescut într-o familie care prețuia activitățile academice, astfel că mediul în care s-a dezvoltat a reprezentat cu adevărat un suport care l-a încurajat pe tânărul Planck să transforme studiul într-o pasiune, în special când venea vorba despre matematică și fizică. Tatăl său era profesor de drept la Universitatea din Kiel, Germania, iar bunicul și străbunicul fuseseră profesori de teologie la Göttingen.

Max Planck a urmat cursurile Universității din München, unde a studiat cu savanți apreciați, printre care Philipp von Jolly și Hermann von Helmholtz, în această perioadă, Planck dezvoltând un interes aparte pentru fizica teoretică, din acel moment pornind în călătoria sa științifică de o viață.

În 1885, Max Planck a fost numit „profesor emerit de fizică teoretică” la Kiel, iar după moartea lui Kirchhoff, unul dintre cei mai importanți profesori ai Universității din Berlin, în octombrie 1887, lui Planck i s-a propus să preia să îi ia locul, rămânând la catedră până în 1927, când s-a pensionat.

Teoria cuantică și legea lui Planck a radiației corpului negru

Una dintre cele mai importante contribuții ale lui Max Planck la știință a fost formularea teoriei cuantice. În 1900, Planck a prezentat lucrarea sa revoluționară privind „Legea distribuției energiei în spectrul normal”, care explica comportamentul radiației corpului negru. Pentru a reconcilia discrepanțele dintre observațiile experimentale și teoriile clasice, Planck a introdus conceptul de cuantificare a energiei. Conform teoriei sale, energia este emisă și absorbită în pachete discrete, pe care le-a numit „cuante”. Această idee revoluționară a pus bazele mecanicii cuantice.

Planck avea 42 de ani când a făcut anunțul său al Teoriei Cuantice, dar a avut doar un rol minor în dezvoltarea ulterioară a ei. Aceasta a fost lăsată pe seama lui Einstein, Poincaré, Bohr, Dirac și alții.

Un element central al teoriei cuantice a lui Planck a fost introducerea unei constante fundamentale, cunoscută acum sub numele de constanta lui Planck (h). Constanta lui Planck reprezintă cea mai mică cantitate posibilă de energie care poate fi schimbată între materie și radiație. Este notată cu simbolul „h și are o valoare de aproximativ 6,62607015 x 10^-34 joule-secundă.

Contribuțiile lui Planck au fost premiate cu numeroase distincții, inclusiv Premiul Nobel pentru Fizică în 1918, „ca recunoaștere a serviciilor pe care le-a adus la progresul fizicii prin descoperirea cuantelor de energie”. Munca sa a transformat în mod fundamental înțelegerea noastră a lumii microscopice și a revoluționat progresul științific în secolul XX.

Institutul Max Planck

Pentru a onora moștenirea lăsată de Planck și pentru a-i continua activitățile științifice, în 1948 a fost înființată Societatea Max Planck, o prestigioasă organizație de cercetare care înglobează numeroase institute Max Planck din diverse discipline științifice care servesc drept centre de excelență, încurajând cercetarea de ultimă oră și colaborarea între oamenii de știință de talie mondială.

Viața lui Planck a fost marcată nu doar impresionantele realizări profesionale, dar și de profunde tragedii personale. În 1909, i-a decedat prima soție, Marie Planck (posibil de tuberculoză), fiul său, Karl, a fost ucis în Primul Război Mondial, iar fiicele sale gemene au murit la naștere în 1917 și 1919. Greutățile au continuat și în anii următori, deoarece casa sa din Berlin a fost distrusă de un incendiu în urma unui raid aerian în februarie 1944. În plus, cel de-al doilea fiu al lui a fost suspectat de implicare într-un complot de asasinare a lui Adolf Hitler și a fost ulterior executat (în 1945).

Pe măsură ce cel de-al Doilea Război Mondial se apropia de sfârșit, Planck, care avea atunci 87 de ani, a dat dovadă de un angajament de neclintit față de progresul științei. A participat activ la eforturile de reconstrucție a științei germane, fiind președintele Kaiser Wilhelm Gesellschaft. Cunoscută și sub numele de Societatea Kaiser Wilhelm, aceasta a fost o instituție de cercetare proeminentă din Germania la sfârșitul secolului al XIX-lea și începutul secolului al XX-lea. A fost numită după Wilhelm al II-lea, ultimul împărat german și rege al Prusiei. Societatea a fost înființată în 1911 și a jucat un rol important în promovarea cercetării științifice și a inovației în diverse domenii.

Max Planck s-a stins din viață la 4 octombrie 1947, în Göttingen, Germania, la vârsta de 89 de ani, moartea lui marcând sfârșitul unei vieți remarcabile dedicate cercetării științifice și contribuțiilor în domeniul fizicii.

În onoarea lui Max Planck, Agenția Spațială Europeană (ESA) a lansat misiunea Planck. Proiectat pentru a studia radiațiile antice de la Big Bang, telescopul spațial Planck (lansat în 2009), a avut rolul de a a studia radiaţia cosmică de fundal, cea mai veche radiaţie luminoasă din Univers, ce a apărut la doar 380.000 de ani după Big Bang, explozia primordială care a dus la naşterea Universului. Misiunea a fost încheiată în 2013, iar printre principalele reuşite ale telescopului spaţial Planck s-au numărat realizarea celei mai exacte hărţi a radiaţiei cosmice de fundal.

Surse:

https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Planck/Max_Planck_Originator_of_quantum_theory

https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1918/planck/facts/

https://www.britannica.com/biography/Max-Planck

Vă mai recomandăm să citiți și:

Gian Domenico Cassini, cel mai mare astronom al secolului al XVII-lea, după Kepler

Telescopul Kepler de la NASA a descoperit noi planete chiar și în ultimele sale zile de „viață”

Johannes Kepler, un titan al astronomiei. „Acolo, în strălucitoarea căldură a Soarelui, nu se poate să nu vieţuiască un suflet măreţ”

Charles Messier, omul care a cartografiat cosmosul