Променливата константа на Макс Планк, която донесе Нобелова награда по физика

Макс Планк е немски физик и учен, който успява през 1918 г. да спечели Нобеловата награда по физика, доказвайки константата на Планк в своето научно изследване. До днес играе ключова роля в квантовата механика и се смята за основа на тази наука. Това е онази част от физиката, която често се фокусира върху възможно най-малките частици, както и върху силите, които се упражняват върху тях, за да има движение.

Звучи странно, но именно Планк успява да завещае наука, която да ни помогне да изработваме по-добри компютърни чипове, а след това се прилага изключително добре в слънчевите панели и дори лазерите. Планк и още много други физици прекарват времето си в периода от XIX до XX век, ориентирани изцяло към движението на телата, наблюдавайки света около нас.

Исак Нютон започва да следи движенията на възможно най-малките частици, интересува се от поведението на енергията и вълните, които оказват своето влияние върху фотоните. Разбира се, по това време има достатъчно примери за механиката и обясняване на движението на телата. Разглежда се дори хармонията в тях, която може да помогне за точно изчисляване на движението. При квантовата механика, ситуацията е малко по-различна. Тук се наблюдава времето и честотата на фотоните – онези частици светлина, които често играят основна роля. Веднага след тях започва да се следи и електронът, който трябва да освободи енергия или да я абсорбира, за да промени своето енергийно ниво.

Някои физици обясняват този процес по възможно най-семплия начин с поставянето на захар в кафето. Всеки може да вземе захарницата и да сложи колкото иска. В това отношение, ако използваме константата на Макс Планк, то ще се досетим, че за да запазим максималното качество на кафето, имаме някакви законови ограничения, както и физични. Можем да поставим само определено количество захар, преди да превърнем напитката в някаква по-специална форма на шербет. Тоест в някои физични процеси, има определено ниво на енергия, което може да се добави, за да се завърши самият процес. Това прави Макс Планк, успява да изчисли колко точно енергия може да носи един фотон на база честотата на вълните, в които се движи. Електромагнитното излъчване и елементарните частици показват по същество своите свойства. Единствено и само константата на Планк помага за изчисляването и на двете, посочвайки аспекта на тези образувания.

Електромагнитната енергия не може да се пренася непрекъснато, а работи с помощта на дискретни фотони светлина. Ето защо Планк създава своята формула, в която гласи, че енергията е равна на константата на Планк по честотата на светлината. Разбира се, Макс не пропуска да посочи, че всяка една стойност, включително и неговата константа, може да се променя във времето. През 1985 г. се смята, че стойността е 6.626176 по 10 на 34-та степен и се измерва в джаул на секунда. Към 2018 г. стойността е 6.62607015 по 10 на 34-та степен. Не е тайна, че докато константите остават фундаментални за вселената, човекът просто не може да знае какви ще бъдат те.

Следователно физиците са натоварени не само да нагласят въпросните стойности за нуждите на човека, но и да бъдат сигурни, че ще отговорят на основните изследвания. Знанието за промяна на стойността идва с помощта на научни експерименти и обикновено средната стойност се приема за константата на Планк. Има няколко експеримента, които позволяват изчисляването на тази стойност, а колкото повече се развива науката, толкова по-добри методи за проверка могат да бъдат открити. Става така, че Макс дава едно много добре научно решение, но и до днес повечето изследователи ще предоставят своето число с доза съмнения и несигурност относно неговата точност.

Ето защо и някои изследвания винаги идват с определено алфа отклонение. Понякога дори се налага употребата на шанса за откриването на точната стойност. И това е забавната част, особено след като говорим за физика, която остава известна за човечеството като точна наука. Не трябва да се изненадваме, дори физиката е неточна и се приема за вярна единствено до някакъв процент. Интересен факт е, че мерната единица килограм влиза в сила отново на 20 май 2019 г. и е приета от Международното бюро на тежестите и мерките, като използва именно константата на Планк.

Физиката е наука, която все по-често намира своето място дори във фантастиката. Ето защо можем да открием, че през 2014 г. в сериала „Stranger Things“ присъства именно Макс План, поне неговата константа. Интересното обаче е, че сценаристите използват стара стойност от 2014 г. и пропускат да използват първата основна, която се приема през 1985 г.

Макс Планк стои в дясно от Айнщайн на снимката.