ELFT HÍRADÓ

[Tepliczky István <level AT tepi.hu>]

www.galileowebcast.hu

Következő élő közvetítésünk december 17-én, csütörtökön 17 órától:

Kiss Tamás (MTA Wigner Kutatóintézet):
Mit tanít nekünk a fény az igazi véletlenről?
(ELTE "Atomoktól a csillagokig" előadássorozat)


A fizikus - ha kísérletezik - azt várja, hogy a kísérleteinek az 
eredményeit meg tudja jósolni. A fizikában igazi áttörést hozott Newton, 
ezelőtt kb. 300 évvel, aki ezeket a jóslatokat matematikailag pontos 
formában adta meg. Az iskolában tanult fizika jelentős része a newtoni 
mechanikára épül. Ha valaki pontosan megadja például az ágyúgolyó 
kezdeti helyét, irányát, sebességét, akkor néhány körülmény (gravitáció, 
levegő ellenállása, szél, stb.) figyelembe vételével pontosan ki lehet 
számolni, hogy hová érkezik, mikor, és milyen sebességgel a lövedék. A 
XIX. század végéig a fizika több területe is eljutott arra a szintre, 
hogy néhány alapegyenlettel kifejezte a releváns mennyiségek kezdeti és 
későbbi értékei között az összefüggést. Például az elektromágnesség 
fizikájában a Maxwell-féle egyenletek írják le a töltések, az áramok, a 
mágneses és elektromos mennyiségek, beleértve az elektromágneses 
hullámok, így a fény viselkedését is.

Ezen sikerekre alapozva kezdett elterjedni egy determinisztikus 
világkép: ha valaki kezdetben ismeri egy fizikai rendszer legkisebb 
részleteit is, akkor ezek alapján elvileg pontosan ki tudja számítani a 
rendszer viselkedését a későbbiekben. A véletlen eszerint tehát csak 
azért lép fel, mert nem minden mennyiséget ismerünk pontosan, esetleg a 
számításaink pontossága hagy kívánnivalót maga után. Néhány apró jel 
azonban már ebben a fizikai világképben is utalt arra, hogy a teljes 
determinizmus nehezen tartható. Például Poincaré eredményei ahhoz a 
felismeréshez vezettek , hogy bizonyos rendszerekben az idő 
növekedésével nagyon gyorsan nő a számítási igény, vagy más szóval a 
kiszámított mennyiségek pontossága az időtartam hosszával gyorsan 
csökken, vagyis a kezdeti értékeket elképesztően pontosan kellene 
ismerni az értelmes jósláshoz. Ez az ún. káosz jelensége. A XX. 
században az optika és a newtoni mechanika közötti analógiára építve de 
Broglie herceg javasolta, hogy a mechanika mögött is keressünk 
hullámegyenletet, ez vezetett végül a kvantummechanika kialakulásához.

A kvantummechanika azonban gyökeres szemléletváltásra kényszerítette a 
fizikusokat. A determinisztikus hullámegyenletet ugyanis egy beépített 
valószínűségi egyenlet, a Born-szabály egészíti ki. Ezzel a 
legpontosabb, mikroszkopikus fizikai elméletünkben megjelent a beépített 
véletlen. A fényt a lézerek felfedezése óta használják egyszerre 
eszközként és kísérleti rendszerként is a kvantummechanika eme furcsa 
viselkedésének a tesztelésére, illetve a különleges viselkedés 
felhasználására alkalmas érdekes elrendezések, gépek, sőt 
kvantumszámítógép tervezésére. Az elgondolások közül kereskedelmi 
forgalomban van pl. a kvantumoptikán alapuló véletlenszám-generátor vagy 
a szuper-titkosítás. A médiában is sokat szereplő kvantumszámítógép 
azonban nagyobb falat: játékmodellként működik, értelmes méretű 
kvantumszámítógép azonban egyelőre nincs kilátásban. Előadásomban 
bemutatok érdekes, fénnyel végzett kísérleteket, amelyek tesztelték a 
kvantumos véletlent, ismertetek éhány működő felhasználást és egy-két 
jelenleg vizsgált ötletet is (például kvantumos bolyongás), ahol a 
kvantumos véletlen fontos szerepet játszik.

Az előadás helyszíne: az ELTE TTK lágymányosi északi tömbjében (1117 
Budapest, Pázmány Péter sétány 1/A), az Eötvös teremben (földszint 0.83 
terem). A teremhez további bejárati lehetőség: az 1. emelet 1.67-es vagy 
1.68-as ajtón.

Az előadássorozat honlapja: http://atomcsill.elte.hu/