Znajdź zawartość

Fizycy z Uniwersytetu w Innsbrucku jako pierwsi na świecie sprowokowali i zaobserwowali ciekawy fenomen kwantowy, który pozwala zmusić nieuporządkowane atomy do ustawienia się w zgodnym rządku. Hanns-Christoph Nagerl wraz z zespołem przy pomocy lasera stworzył jednowymiarową siatkę, do której atomy grzecznie „wskakują" przechodząc z nadpłynnego stanu kondensatu Bodego-Einsteina do stanu rozdzielonego. Kondensat Bosego-Einsteina ten to gaz schłodzony do tak niskiej temperatury, że jego atomy zachowują się jak jedna cząsteczka (mówiąc fachowo, jest to efekt kwantowy w którym bozony uzyskują taki sam pęd, czyli obsadzają stan podstawowy). Uzyskanie takiego stanu wymaga schłodzenia gazu do zaledwie miliardowych części stopnia powyżej zera absolutnego. Właśnie taki kwantowy gaz, złożony z atomów cezu, posłużył naukowcom z Instytutu Fizyki Eksperymentalnej do wykonania doświadczenia. Jednowymiarowa, optyczna siatka uzyskana promieniem lasera przełamała silne oddziaływania między atomami, które ustawiły się jeden za drugim, tworząc rodzaj kwantowego drutu. Zewnętrzne pole magnetyczne pozwala precyzyjnie zmieniać sposób interakcji pomiędzy atomami. Czyni to z fenomenu „kwantowego przejścia fazowego w jednowymiarowej siatce optycznej" doskonałe narzędzie do badania stanów kwantowych. Takimi strukturami bardzo interesują się naukowcy. Jak wyjaśnia Hanns-Christoph Nagerl, trudno jest badać zachowanie kwantowych drutów w skondensowanej materii, a schłodzone do ultraniskich temperatur kwantowe gazy to niemal gotowy, elastyczny system laboratoryjny - interakcje pomiędzy atomami w układach o małej liczbie wymiarów są znacznie wyraźniejsze niż w trójwymiarowej przestrzeni. Naukowcy już szykują się na zaawansowane badania podstawowych praw i zachowań materii w stanach kwantowych i podczas kwantowych przejść fazowych. Fakt, że słabe oddziaływanie optycznej siatki pokonuje silne interakcję między atomami może zaskakiwać, ale teoretycznie efekt ten przewidziano już dwa lata temu, właśnie na Uniwersytecie w Innsbrucku. Dokonali tego między innymi fizycy Wilhelm Zwerger i Hans Peter Büchler.

Historie o piorunach kulistych - przedziwnych tworach energetycznych, które potrafią przenikać przez okna i mury, czasem eksplodują - są rzadkie, ale na tyle liczne, że raczej nie kwestionowano ich istnienia. Gorzej z wyjaśnieniem tego fenomenu, który wygenerował tyle dziwnych teorii, w znacznej części będących najwyżej na pograniczu nauki. Poważne teorie mówiły o bańkach plazmy, czy zjonizowanego gazu, niepoważne o energetycznych żywych istotach. Alexander Kendl i Joseph Peer z Uniwersytetu w Innsbrucku poważnie sądzą, że pioruny kuliste... nie istnieją. Odnotowane zaś zjawiska to jedynie halucynacje. Pierwsze doniesienia o piorunach kulistych pojawiły się w 1754 roku, kiedy to w rosyjskim Sankt Petersburgu dr Richmann zginął od uderzenia pioruna, usiłując powtórzyć eksperyment Beniamina Franklina z latawcem. Przez dwa i pół stulecia nie odkryto literalnie nic na ich temat, nie istnieją chyba żadne wiarygodne zdjęcia tego fenomenu, żadna powstała teoria nie tłumaczyła dobrze ich obserwowanych właściwości. Zaskakująca, ale poparta dowodami konkluzja austriackich uczonych przecina te spekulacje jak węzeł gordyjski. Punktem odniesienia była przezczaszkowa stymulacja magnetyczna (transcranial magnetic stimulation - TMS), narzędzie pozwalające pobudzać wybrane obszary mózgu za pomocą silnego pola magnetycznego. TMS stosowano w terapii niektórych schorzeń, a także podczas badań mózgu. Podczas pobudzania mózgu polem elektromagnetycznym odnotowuje się częste i powtarzalne halucynacje w postaci kul światła. Zmieniając parametry pola można u poddawanych zabiegowi osób wywołać również wrażenie poruszania się świetlnych kul. Pioruny kuliste, wg naukowców z Insbrucku, to ten sam fenomen. Ale co go powoduje? Odpowiedź jest prosta: uderzenie pioruna. Wyładowanie elektryczne o tej mocy generuje bardzo silne pole magnetyczne. Ale to nie wystarczy, inaczej pioruny kuliste byłyby masowo obserwowane. Piorun musi nie tylko uderzyć wystarczająco blisko, żeby spowodować fenomen, nie może jednocześnie uderzyć zbyt blisko, inaczej spowoduje śmierć lub porażenie potencjalnych obserwatorów. Przede wszystkim pole magnetyczne musi trwać przez dłuższy czas oraz posiadać odpowiednią częstotliwość i wysokość fali. Takie warunki mogą powstać dzięki powtarzającym się wyładowaniom. Takie długie, pulsujące wyładowania, trwające do około dwóch sekund, są naturalnym, choć rzadkim zjawiskiem. Impulsy o częstotliwości od jednego do pięćdziesięciu herców - analogiczne do tych wytwarzanych podczas zabiegów TMS - mogą indukować zmienne napięcia w mózgu. Wyliczenia wskazują, że fenomen może występować w ściśle określonych warunkach: pulsujące, ciągłe wyładowanie pioruna powyżej sekundy, w odległości od 20 do 100 metrów - tylko wtedy parametry pola elektromagnetycznego są zbliżone do sztucznej stymulacji magnetycznej. Szacuje się, że taki typ wyładowań stanowi 1-5% uderzeń piorunów. Obecność ludzi w odpowiedniej odległości trudno oszacować, ale na pewno nie zdarza się to często, ponadto halucynacja pojawia się maksymalnie u około jednego procenta spośród nich - tych, którym tak bliskie wyładowanie nie zaszkodzi. Przebywanie wewnątrz budynków lub pojazdów nie przeszkadza występowaniu zjawiska. Popularność zaś doniesień o tajemniczych piorunach kulistych zdecydowanie sprzyja takiej właśnie interpretacji postrzeganych, nietypowych zjawisk. Wyliczenia i argumentacja naukowa zapewne nie przekonają wszystkich miłośników cudacznych teorii. Cóż, ludzie nie lubią jak im nauka odbiera legendy.