Pasaulis, kuriame gyvename, kupinas paslapčių, o viena didžiausių slypi giliai materijos branduolyje – kvantiniame pasaulyje. Nors jo dėsniai atrodo nepaaiškinami ir prieštaraujantys mūsų intuicijai, jie yra šiuolaikinės fizikos ir technologijų pagrindas. Spalio 9–10 dienomis Masačusetso technologijos instituto (MIT) ir Lietuvos partnerių, tarp kurių – ir Vilniaus universitetas (VU), organizuojamoje tarptautinėje konferencijoje „Žmogiškos ir daugiau nei žmogiškos ateitys: technologinės inovacijos bendrabūviui kurti“ šias paslaptis atvers VU Fizikos fakulteto profesorius Gediminas Juzeliūnas.
Nepaaiškinami, bet realūs reiškiniai
Profesorius G. Juzeliūnas, kuris konferencijoje skaitys pranešimą „Kvantinės technologijos ir šaltieji atomai“, su šypsena pripažįsta, kad populiariai kalbėti apie kvantinę fiziką – tikras iššūkis. „Klasikinėje fizikoje viskas daug paprasčiau. Jei numesi kamuoliuką, žinai, kur jis nukris. Kvantiniame pasaulyje viskas kitaip. Negalime tiksliai nustatyti kvantinės dalelės trajektorijos dėl Heisenbergo neapibrėžtumo principo“, – pasakoja mokslininkas. Anot jo, kvantinė fizika tokia keista, kad egzistuoja posakis: „Jeigu kažką gali suvokti protu, tai nėra kvantinio pasaulio dalykas.“
Šis paradoksas, kai galime stebėti ir numatyti kvantinius reiškinius, bet negalime iki galo paaiškinti jų priežasčių, bus viena svarbiausių diskusijų temų.
Ateities technologijos ir kvantinės paslaptys
MIT konferencijoje bus nagrinėjamos sudėtingos temos apie tai, kaip kurti ateities technologijas, kurios derėtų su žmogaus ir gamtos poreikiais, skatintų atsparumą ir darną. Nuo sveikatos apsaugos iki miestų planavimo, nuo švietimo iki klimato kaitos sprendimų – pasaulinio lygio mokslas gali keisti mūsų kasdienį gyvenimą. Ir nors kvantinės fizikos suvokimas atrodo nepasiekiamas, būtent jos dėsniais grindžiamos visos šiuolaikinės technologijos.
Nors kvantiniai dėsniai protu sunkiai aprėpiami, būtent kvantinės technologijos laikomos vienu iš kertinių ateities inovacijų pamatų, galinčių iš esmės pakeisti mūsų kasdienybę – nuo medicinos iki komunikacijų. Jų sudėtingumas, tačiau sykiu ir milžiniškas potencialas nuolat domina mokslininkus visame pasaulyje, kaip antai pabrėžiama Vilniaus universiteto ekspertų įžvalgose.
Prof. G. Juzeliūnas pabrėžia, kad mums, gyvenantiems klasikiniame pasaulyje, sunku priimti kvantinio pasaulio savitumą. „Kiekvieno mokslininko įsivaizdavimas, kaip jis atrodo, yra skirtingas“, – teigia profesorius. Jo tikslas konferencijoje – padėti auditorijai susitaikyti su mintimi, kad kvantinio pasaulio paaiškinti neįmanoma, jį tiesiog reikia priimti.
Kvantinė moneta: neapibrėžtumas ir susietosios būsenos
Norėdamas iliustruoti kvantinio pasaulio paradoksus, profesorius G. Juzeliūnas pateikia pavyzdį su moneta: „Įsivaizduokite, kad ant grindų numetėte monetą. Klasikiniame pasaulyje, net nepažiūrėję, žinome, kad ji nukrito ant vienos arba ant kitos pusės. Kvantinės monetos būsena paaiškėtų tik atlikus matavimą – iki tol jos būsena būtų neapibrėžta.“
Dar sudėtingesnis reiškinys – susietosios kvantinės būsenos, naudojamos kvantinėje komunikacijoje. „Viena kvantinė moneta gali būti susijusi su kita taip, kad abi visada nukrenta vienodai, nors nepažiūrėjus į nė vieną neaišku, kaip“, – aiškina mokslininkas. Šie reiškiniai protu sunkiai suvokiami, juos tiesiog reikia priimti. „Atrodo, kad jau priimi, bet tada vėl pabandai suprasti ir kankiniesi iš naujo“, – juokauja VU profesorius.
MIT MISTI Lithuania konferencija yra vienas svarbiausių šių metų mokslo renginių, suburiantis MIT ir Lietuvos mokslininkus, verslo lyderius diskusijai apie technologinių transformacijų iššūkius ir galimybes. Tai strateginės partnerystės tarp MIT ir Lietuvos mokslo, švietimo bei inovacijų ekosistemos dalis, kurioje bus aptariamos kvantinės technologijos, biotechnologijos ir daugelis kitų ateities sričių.
Dažniausiai užduodami klausimai
Kas yra kvantinė fizika ir kodėl apie ją vis dažniau girdime?
Kvantinė fizika tyrinėja mažiausias daleles – atomus, elektronus – ir jų keistą elgesį, kurio negalima paaiškinti klasikinės fizikos dėsniais. Apie ją vis dažniau kalbama, nes tai yra raktas į ateities technologijas, pavyzdžiui, kvantinius kompiuterius ar naujas medicinos priemones, kurios keis mūsų kasdienį gyvenimą ir atvers iki šiol neįsivaizduojamas galimybes.
Kaip kvantinės technologijos pakeis mūsų kasdienį gyvenimą ateityje?
Kvantinės technologijos žada milžiniškus proveržius daugelyje sričių. Jų dėka atsiras itin galingi kvantiniai kompiuteriai, kurie galės spręsti dabar neįmanomas užduotis, pavyzdžiui, kurti naujus vaistus, modeliuoti klimato kaitą ar tobulinti dirbtinį intelektą. Taip pat bus kuriamos nepaprastai saugios ryšio sistemos, itin tikslūs jutikliai bei efektyvesnės energetikos sistemos, gerinančios mūsų sveikatą, saugumą ir gerovę.
Koks Lietuvos mokslininkų indėlis į kvantinės fizikos tyrimus?
Lietuva, o ypač Vilniaus universitetas, turi stiprias ir pripažintas tradicijas kvantinės fizikos tyrimuose. Profesorius Gediminas Juzeliūnas yra vienas iš lyderių šioje srityje, jo darbai sulaukia tarptautinio pripažinimo, o pranešimai skaitomi prestižinėse konferencijose, tokiose kaip Masačusetso technologijos instituto (MIT) inicijuota. Mūsų mokslininkai aktyviai prisideda prie pasaulinių tyrimų, naujų atradimų ir kvantinių technologijų vystymo.
Ar eiliniam žmogui įmanoma suprasti kvantinį pasaulį ir jo reikšmę?
Nors kvantinė fizika yra sudėtinga ir sunkiai suvokiama net ir specialistams, svarbiausia eiliniam žmogui yra suprasti ne visas jos detales, o jos milžinišką potencialą ir poveikį mūsų ateičiai. Tokios konferencijos, kaip MIT inicijuota, ir mokslininkų pastangos, pavyzdžiui, prof. G. Juzeliūno, padeda populiariai pristatyti šios srities proveržius ir paaiškinti, kaip mokslas keis kasdienį gyvenimą bei kurs geresnę ateitį visiems.
Komentarai