Recenzja: FIZYKA KWANTOWA w pigułce
Krzysztof Rzymkowski
Postępy Techniki Jądrowej
Sten Odenwald
FIZYKA KWANTOWA w pigułce
Tytuł oryginału: Knowlegde in a Nutshell: Quantum Physics
Tłumaczenie z angielskiego: WITKOM -Witold Sikorski
Wydawnictwo Naukowe PWN SA Warszawa 2021
Autor książki FIZYKA KWANTOWA w pigułce Sten Odenwald, amerykański astronom, naukowiec i pedagog NASA, stara się przybliżyć najważniejsze teorie z zakresu fizyki kwantowej, przedstawiając jednocześnie sylwetki ich twórców. Dzięki temu książka staje się również opowiadaniem o historii powstawania i rozwoju nowoczesnej fizyki przede wszystkim jądrowej poczynając od starożytnych koncepcji budowy materii do tak specyficznych badań jak pętlowa grawitacja kwantowa i antymateria przedstawione w ostatnich rozdziałach książki.
W pierwszym rozdziale autor przedstawia idęe głoszone przez starożytnych filozofów indyjskich (Acharyię Kandę VI=II wiek p.n.e) i. greckich (Demokryta i Leucypa V wiek p.n.e.) i dalszy rozwój tych koncepcji prowadzący do rozkwitu fizyki klasycznej jak i atomowej (identyfikacji atomów, tablice pierwiastków, wykrycie elektronu, modele budowy atomu). Każdy z kolejnych 14 rozdziałów przedstawia dość szczegółowo historię powstawania kolejnych nowych pojęć i tworzenia teorii wraz z krótkimi informacjami o ich twórcach. W rozdziale II omówiono powstanie pojęcia kwantyzacji, będące w końcu XIX wieku pojęciem rewolucyjnym. W rozdziale III przedstawiono wykrycie fal materii wyjaśniające dualną naturę światła i elektronów. Rozdział IV jest poświęcony funkcjom falowym ( równanie fali materii Schrodingera ) stanom kwantowym i zasadzie nieoznaczoności Heisenberga stanowiących podstawę mechaniki kwantowej. Bardzo ciekawy jest rozdział V dotyczący pomiarów kwantowych i trudno wyobrażalnych wniosków wypływających z ich interpretacji.. Rozdział VI jest poświęcony zastosowaniom mechaniki kwantowej wykorzystującym zjawisko tunelowania. Zasygnalizowano w nim budowę komputerów kwantowych. W rozdziale VII podjęto próbę wyjaśnienia pojęcia spinu prowadzące do tzw. zasady Pauliego stwierdzającej, że dwa elektrony mogą być w tym samym stanie kwantowym jeżeli różnią się spinem. Jednym z najważniejszych problemów fizyki była próba powiązania mechaniki kwantowej ze szczególna teorią względności. Doprowadziło to powstania teorii o antymaterii. Problem ten został przedstawiony w rozdziale VIII.. W rozdziale IX poruszono inne ważne zagadnienie kwantowej teorii pola opisującą oddziaływanie cząstek elementarnych Istotnym narzędziem opisującym te procesy są tzw. diagramy Feynmana. Kolejny X rozdział jest całkowicie poświęcony opisowi modelu Standardowego. Rozdział XI omawia supersymetrię – matematyczną symetrie łączącą fermiony i bozony, która jest ważną cecha teorii strun. Rozdział XII jest opisem teorii strun. W rozdziale XIII przedstawiono teorie kwantowej grawitacji czasoprzestrzeni opisującej fizyczny wszechświat w skali Plancka. Rozdział: XIV opisuje pętlową grawitację kwantową, będącą próbą pogodzenia pozornie niekompatybilnych teorii mechaniki kwantowej oraz ogólnej teorii względności, a XV rozważa problemy związane z antymaterią.
Bogactwo poruszanej, trudnej tematyki i przedstawiania jej w skondensowanej, przystępnej formie, przy zachowaniu fachowej terminologii jest bardzo trudnym zadaniem wymuszającym uproszczenia. Powoduje to, że zrozumienie tekstów opisujących teorie i nowe pojęci wymaga od czytelnika podstawowej znajomości fizyki, a w niektórych przypadkach nawet na bardziej zaawansowanym poziomie. Odnosi się to większości tekstu. W opisach używane są również skróty literowe oczywiste dla fizyków, ale nie wyjaśnione w załączonym na końcu książki słowniku. Mimo że na końcu każdego rozdziału znajduję podsumowanie nazywane „ Punkty kluczowe” to brak jest w nich krótkich encyklopedycznych definicji. W książce przy omawianiu nowych teorii i pojęć zawsze jest podane kto był ich pomysłodawcą, twórcą, lub je modyfikował i rozwijał, Pokazuje to jaki ogromny wysiłek intelektualny był potrzebny by dojść do przedstawionych rezultatów. Książka jest bardzo bogato ilustrowana. Przedstawione portrety największych fizyków, fotografie kosmicznych teleskopów, urządzeń naukowych, tabele oraz ryciny idealnie uzupełniają omawiany tekst,
Współczesna fizyka kwantowa kształtuje nowe prawa i teorie kreuje współczesne spojrzenie na świat i jego naukowe tajemnice. Teorie kwantowa i relatywistyczna są obecnie podstawą do poszukiwania i budowy teorii unifikacji obu tych podejść do świata
Z książki dowiadujemy się kiedy rozpoczęła się era fizyki kwantowej, jakie są jej podstawowe założenia, jak powstawały teorie kwantowe i jak obecnie wygląda nasz stan wiedzy na ten temat
Podobna tematyka jest poruszana w wielu r publikacjach, ale to opracowanie obejmuje sposób niekonwencjonalny wiedzę encyklopedyczną.