0:00:06.735,0:00:10.151
Jeden z niezwykłych faktów fizyki.

0:00:10.151,0:00:13.758
Wszystko we wszechświecie, [br]od światła po elektrony, aż do atomów,

0:00:13.758,0:00:18.343
zachowuje się jak cząstka i fala[br]w tym samym czasie.

0:00:18.343,0:00:21.625
Inne dziwne rzeczy,[br]które słyszy się o fizyce kwantowej,

0:00:21.625,0:00:26.549
Kot Schrodingera, Bóg grający w kości,[br]czy “upiorne oddziaływanie na odległość”,

0:00:26.549,0:00:28.747
wypływają bezpośrednio z faktu,

0:00:28.747,0:00:33.361
że wszystko posiada jednocześnie[br]naturę cząstki i fali.

0:00:33.361,0:00:34.712
To może wydawać się szalone.

0:00:34.712,0:00:38.343
Kiedy patrzysz dookoła,[br]widzisz fale w wodzie i cząsteczki skały

0:00:38.343,0:00:39.758
tak niepodobne do siebie.

0:00:39.758,0:00:41.876
Dlaczego miałyby być ze sobą połączone?

0:00:41.876,0:00:46.355
Fizycy nie zdecydowali się [br]pomieszać tych rzeczy bez powodu.

0:00:46.355,0:00:49.439
Do podwójnej natury wszechświata doszli

0:00:49.439,0:00:51.887
małymi kroczkami,

0:00:51.887,0:00:56.131
składając ze sobą [br]wiele dowodów jak kawałki puzzli.

0:00:56.131,0:01:00.372
Pierwszy, który zasugerował[br]podwójną naturę światła,

0:01:00.372,0:01:03.078
był Albert Einstein, w 1905 roku,

0:01:03.078,0:01:06.651
ale podchwycił wcześniejszą ideę[br]zaproponowaną przez Maxa Plancka.

0:01:06.651,0:01:09.814
Planck wyjaśnił barwy światła[br]emitowanego przez rozgrzane objekty,

0:01:09.814,0:01:11.813
jak na przykład żarnik w żarówce,

0:01:11.813,0:01:14.264
ale aby tego dokonać,[br]musiał użyć sztuczki.

0:01:14.264,0:01:17.064
Powiedział, że obiekt [br]składał się z oscylatorów,

0:01:17.064,0:01:20.087
które mogły emitować światło[br]jedynie w oddzielnych porcjach,

0:01:20.087,0:01:23.550
których energia zależała[br]od częstotliwości światła.

0:01:23.550,0:01:28.334
Planck był niezadowolony z tej koncepcji,[br]ale za to podchwcił ją Einstein.

0:01:28.334,0:01:31.683
Zastosował ideę Plancka do światła,[br]uznając, że światło,

0:01:31.683,0:01:36.179
powszechnie uznawane za falę,[br]jest tak naprawdę strumieniem fotonów,

0:01:36.179,0:01:38.569
a każdy z nich posiada[br]sporcjonowaną energię.

0:01:38.569,0:01:43.997
Einstein uznał, że to jedyny przełom,[br]którego dokonał, ale wyjaśnia to,

0:01:43.997,0:01:49.072
czemu oświetlając metalową powierzchnię,[br]następuje emisja swobodnych elektronów.

0:01:49.122,0:01:53.396
Nawet przeciwnicy tej idei[br]musieli przyznać, że jest doskonała.

0:01:53.396,0:01:57.158
Kolejną część układanki[br]dodał Ernest Rutherford z Anglii.

0:01:57.158,0:02:01.990
Ernest Marsden i Hans Geiger, w roku 1909,[br]pracując dla Rutherforda,

0:02:01.990,0:02:04.925
uderzali cząstkami alfa w atomy złota[br]

0:02:04.925,0:02:08.983
i byli zdumieni, odkrywając,[br]że niektóre z nich odbiły się.

0:02:08.983,0:02:14.041
To pokazało, że masa atomu[br]koncentruje się w niewielkim jądrze.

0:02:14.041,0:02:16.380
Obraz atomu znany ze szkoły,[br]

0:02:16.380,0:02:19.381
czyli elektrony orbitujące[br]jak maleńki układ słoneczny,

0:02:19.381,0:02:21.261
to model Rutherforda.

0:02:21.261,0:02:24.687
Problem w tym, że atom Rutherforda[br]nie może działać.

0:02:24.687,0:02:26.733
Zgodnie z tradycyjną fizyką, elektron,

0:02:26.733,0:02:29.163
który porusza się po okręgu,[br]emituje światło,

0:02:29.163,0:02:32.372
z czego korzysta się stale,[br]aby wytworzyć fale radiowe i promienie X

0:02:32.372,0:02:35.059
Atomy Rutherforda[br]powinny rozpraszać promienie X

0:02:35.059,0:02:37.549
we wszystkich kierunkach,[br]przez krótką chwilę,

0:02:37.549,0:02:41.136
zanim elektron zderzy się z jądrem.

0:02:41.136,0:02:45.866
Niels Bor, duński fizyk teoretyczny,[br]który pracował z Rutherfordem,

0:02:45.866,0:02:48.481
zwrócił uwagę na to,[br]że atomy jednak istnieją,

0:02:48.481,0:02:51.210
więc może należy zmienić zasady fizyki.

0:02:51.210,0:02:54.818
Bohr zaproponował, że elekton[br]w pewnych określonych orbitach

0:02:54.818,0:02:57.484
nie emituje światła.

0:02:57.484,0:03:01.666
Atomy absorbują i emitują światło,[br]kiedy elektrony zmieniają orbity,

0:03:01.666,0:03:04.582
a częstotliwość światła[br]zależy od różnicy energii,

0:03:04.582,0:03:08.752
czyli tak, jak to zaproponowali[br]Planck i Einstein.

0:03:08.752,0:03:10.914
Atom Bohra rozwiązuje problem Rutherforda

0:03:10.914,0:03:15.327
i wyjaśnia, dlaczego atomy emitują[br]ściśle określone barwy światła.

0:03:15.327,0:03:17.454
Każda cząstka ma swoją określoną orbitę

0:03:17.454,0:03:20.441
i sobie właściwy zestaw częstotliwości.

0:03:20.441,0:03:22.829
Z modelem Bohra jest mały problem.

0:03:22.829,0:03:25.741
Nie ma powodu, aby orbity były wyjątkowe.

0:03:25.741,0:03:28.631
Louis de Broglie, fracuski doktorant,

0:03:28.631,0:03:30.660
sprawił, że wszystko zatoczyło koło.

0:03:30.660,0:03:33.908
Zasugerował, że jeśli światło,[br]które uznaje się za falę,

0:03:33.908,0:03:35.483
zachowuje się jak cząstka,[br][br]

0:03:35.483,0:03:38.695
to może elekton, uznawany za cząstkę,

0:03:38.695,0:03:40.835
zachowuje się jak fala.

0:03:40.835,0:03:42.648
Jeśli elekrony zachowują się jak fale,

0:03:42.648,0:03:45.936
wtedy łatwo wyjaśnić zasadę Bohra,[br]dotyczącą wyboru specjalnych orbit.

0:03:45.936,0:03:49.450
Wiedza o elektronach,[br]które zachowują się jak fale,

0:03:49.450,0:03:51.047
pozwala ich szukać.

0:03:51.047,0:03:54.406
W ciągu kilku lat naukowcy[br]z USA i Wielkiej Brytanii

0:03:54.406,0:03:57.289
zaobserwowali elektrony[br]zachowujące się jak fale.

0:03:57.289,0:04:00.647
Teraz mamy niezwykle jasną[br]tego demonstrację.

0:04:00.647,0:04:04.524
Przepuszczając pojedyncze elektrony [br]przez barierę ze szczelinami.

0:04:04.524,0:04:08.389
Każdy elektron zostaje wykryty[br]w określonym miejscu i czasie,

0:04:08.389,0:04:09.977
zupełnie jak cząstka.

0:04:09.977,0:04:12.722
Kiedy powtórzy się eksperyment,[br]i to wielokrotnie,

0:04:12.722,0:04:16.252
pojedyncze elektrony ułożą się[br]we wzór prążków,

0:04:16.252,0:04:19.055
co jest charakterystyczne dla fali.

0:04:19.055,0:04:22.398
Idea, że cząstki zachowują się[br]jak fale, a fale jak cząstki,

0:04:22.398,0:04:26.337
jest jedną z najdziwniejszych[br]i najbardziej wpływowych w fizyce.

0:04:26.337,0:04:28.862
Znane są słowa Richarda Feynmana,

0:04:28.862,0:04:32.077
o tym, że jest to główna tajemnica[br]mechaniki kwantowej.

0:04:32.077,0:04:35.992
Reszta łączy się z tym jak puzzle [br]ułożone we właściwym miejscu.