TkT Matti Kataja: Kvanttifysiikkaa maallikoille

Pitkän Covid19-epidemian aiheuttaman kokoustauon jälkeen Ukot aloittivat vuoden 2021 syyslukukautensa maanantaina 6.9. perinteisellä maanantain lounaskokouksella. Päivän esitelmän piti ruutiukko, tekniikan tohtori Matti Kataja otsikolla "Kvanttifysiikkaa maallikoille".

Ruutiveli Matti Kataja käsitteli monipuolisesti kvanttimekaniikkaan liittyviä asioita. Painavasti tuli esiin veli Matin käymät keskustelut tai väittelyt veli Osmo Hassin kanssa alan ydinasioista. Niissä Matti totesi tulleensa toiseksi. Osmo Hassin teoriat olivat niin painavia.

Veli Matti Kataja loi tietynlaisen historiallisen katsauksen kvanttimekaniikan tutki-mukseen, teorian substanssiin. Aihe antaa varmasti paljon mielenkiintoisia yksi-tyiskohtia alasta kiinnostuneille.

Wikipedia kvanttifysiikasta:

Sanalla kvantti (engl. quantum) on fysiikassa useita merkityksiä:

Varsinaisesti kvantti merkitsee jonkin suureen, esimerkiksi energian määräsuuruista annosta, jollaisten summa kyseinen suure on tai jonka suuruisin erin se ainoastaan voi muuttua. Suomenkielisenä vastineena on joskus käytetty myös sanaa "erkale".

Opimme, että kvanttiteoria on fysiikan teoria, jossa käytetään Planckin vakiota. Se on kvanttifysiikan perusta. Klassisesta fysiikasta poiketen monet suureet saavat diskreettejä arvoja eli ne ovat kvantittuneita. Teorian nimi on peräisin siitä havainnosta, että sähkömagneettinen säteily muodostuu diskreeteistä paketeista. Näitä paketteja kutsutaan kvanteiksi. Klassisten teorioiden muuttamista kvanttiteorioiksi kutsutaan kvantisoimiseksi tai kvantittamiseksi.

Kvanttifysiikkaa nimetään usein kvanttimekaniikaksi ensimmäisen kvanttiteorian mukaan.

Kvanttimekaniikka on ensimmäinen kvantisoitu teoria. Siinä hiukkasten ominaisuudet ovat kvantittuneet mutta hiukkasluvut, kentät ja perusvuorovaikutukset eivät.

Kvanttikenttäteoria on toinen kvantisoitu teoria. Siinä gravitaatiota lukuun ottamatta kaikki muut hiukkasten ominaisuudet ovat kvantittuneet. Kvanttisähködynamiikka (QED), kvanttiväridynamiikka (QCD) ja Sähköheikkoteoria ovat esimerkkejä suppean suhteellisuusteorian kvantisoineista teorioista. Yhdessä nämä kolme muodostavat hiukkasfysiikan standardimallin.

Kvanttigravitaatio on vielä hypoteettinen kolmas kvantisoitu teoria. Siinä yleinen suhteellisuusteoria eli käytännössä gravitaatio on myös kvantisoitu. Tämä teoria muodostaisi niin kutsutun Kaiken teorian. Tutkittavia teorioita ovat mm. M-teoria ja säieteoria.

Esitelmän jälkeen syötiin herkullista alkukeittoa ja vielä herkullisempia lihapullia. Moni otti pitkästä aikaa Marskin ryypyn tapaamisen juhlistamiseksi.