3 природни мистерии, които биха могли да бъдат обяснени от квантовата физика

Много явления и процеси в природата все още   са необясними, въпреки усилията на учените. Следването на определен маршрут от птиците на далечни разстояния, фотосинтезата на растенията или принципът на обонянието – учените се опитват да дадат обяснение чрез квантовата физика.

Квантови тунели

Квантовата физика (квант във физиката е минималната стойност на промяната на някоя физична величина) не се основава на логиката и често би могла да породи по-скоро объркване, отколкото разбиране. Например една частица може да премине невидимо през твърд предмет чрез квантовите тунели*.

Необяснимо е също и как две частици могат да се свържат през разстояние, вариращо от милиметър до цяла вселена. Като едната от тях изчезва, а се появява отново на друго място.

Квантова биология

Въпреки че квантовите теории оборват физичните закони, някои от тях привличат вниманието на учените.

Според нови проучвания живи бактерии могат да бъдат доказателство за взаимодействие между органична материя и субатоми (съставна част на атом) на квантово ниво.

Фотосинтеза

Квантово взаимодействие при фотосинтезата (биохимичен процес, при който с помощта на слънчевата светлина въглеродният диоксид се преобразува в органични съединения) се наблюдава при много изследвания. Клетките в растението събират светлинни частици, които отделят друг вид частици за събиране на енергия, наречени екситони**. Екситоните пренасят енергията до център на реакция, след което тя се превръща в химична енергия и се метаболизира (метаболизъм – обмяна на веществата) в растението.

 Миграция на птиците

Докато хората се ориентират чрез компаси на открити места, птиците правят това със своя вътрешен химичен компас, преминавайки хиляди километри. Сигналите от магнитното поле на Земята, които птиците приемат, са твърде слаби, поради което остава загадка птиците как го приемат със своя химичен компас.      

След проведени изследвания за миграцията на птиците учените стигат от две предположения. Първото от тях обяснява ориентацията с фотон (елементарна единица за различните форми на електромагнитно излъчване) слънчева светлина, която се удря в ретината на птицата и се освобождават два несдвоени електрона. Те се завъртат, за да се изравнят с магнитното поле на Земята, и птицата се насочва към по-топлия климат.

Второто предположение обяснява процеса като резултат от квантова реакция със свързване на частиците от разстояние.

Възприемане на мирис

Все още не е уточнено от учените по какъв начин човекът различава различните миризми. Молекулите от въздуха навлизат в ноздрата и взаимодействат с рецепторите, за да ги разграничат една от друга.

Други учени предполагат, че молекулите съдържат електрони, които достигат обратната страна на рецептора през квантов тунел. Така електронът изпраща сигнал до мозъка, за да идентифицира миризмата, като това става на субатомно ниво.

Теоретичната физика обяснява  квантовите тунели, като ги сравнява с хвърляне на тенис топка към твърда стена, а тя изчезва и се появява отново от другата страна.

В някои обяснения за квантовите тунели се изказва становище, че те се проявяват постоянно и присъстват в нашето ежедневие. Слънчевите лъчи достигат до нас през квантов тунел – частиците се сливат, Слънцето превръща водорода в хелий през квантовите тунели.

Колкото и нелогична да изглежда квантовата физика и да противоречи на законите на физиката, тя се опитва да даде ново направление в познанието, подобрява нашето разбиране за природния свят и ни предоставя повод да се замислим.

* Тунелен преход или Тунелен ефект е квантово-механичният ефект на преминаване през класически забранено енергийно състояние (енергийна бариера). Процесът е подобен на преминаване през тунел, поради което и се нарича тунелиране. Няма аналог в класическата механика.

** Екситонът е свързано състояние на електрон и електронна дупка, които се привличат от електростатичната кулонова сила. Това е електрически неутрална квазичастица, която съществува в изолатори, полупроводници и някои течности.