Scherk koos oma kolleegidega näitas, et stringiteooria saab sisemistest vastuoludest vabastada supersümmeetria (sümmeetria fermionide ja bosonite vahel) liitmisega teooriale, saades niimoodi superstringiteooria. 1980ndatel näitasid Michael Green ja John Schwarz, et superstringiteooria võib olla sisemiselt kooskõlaline kvantteooria, mis lisaks elektromagnetilisele, nõrgale ja tugevale interaktsioonile hõlmaks ka gravitatsiooni. Superstringiteooria sisaldab endas nii kvantmehaanikat kui üldrelatiivsusteooriat (üldrelatiivsusteooria on klassikaline teooria, mis ei arvesta määramatuse printsiipi). Tavaliselt on nende teooriate kasutuspiirkonnad väga erinevad: kvantmehaanikat kasutatakse tavaliselt Universumi väikseimate koostisosade - elementaarosakeste - kirjeldamiseks, üldrelatiivsusteooriat aga suurimate ja raskeimate struktuuride (nt tähtede, galaktikate, mustade aukude ja isegi Universumi enda) kirjeldamisel. Siiski on olemas ekstreemseid
konstanti ja f valguskvandi sagedust. Plancki valem • Kvantfüüsika ehk kvantteooria on 20. ja 21. sajandi füüsika haru, mis hõlmab teooriad, mis võtavad arvesse mikromaailma omadused, mis pole klassikalise füüsika raamesennustatavad ega seletatavad. Kvantfüüsika • Väljendit "kvantfüüsika" on esmakordselt kasutatud 1931 Max Plancki raamatus "The Universe in the Light of Modern Physics". Kvantfüüsika • Tänapäeval kasutatakse kvantteooriatena kvantmehaanikat ja väljade kvantteooriaid. Neile on iseloomulik, et füüsikaliste süsteemide olekuid ei kirjeldata mitte vaadeldavate füüsikaliste suuruste väärtuste komplektidena, vaid mõõdetavate suuruste väärtused on antud oleku puhul määratud üksnes tõenäosuslikult. Kvanteooria tänapäeval • Poolklassikalisteks, vanadeks ehk varajasteks kvantteooriateks nimetatakse teooriaid, mis küll postuleerivad teatavate suuruste kvanditust ning
Niels Henrik David Bohr (7. oktoober 1885 18. november 1962) oli Taani füüsik, kes aitas avastada aatomistruktuuri ja kvantmehaanikat, mille eest pälvis 1922. aastal Nobeli füüsikapreemia. Ta oli samuti osaline füüsikute rühmas, kes töötasid Manhattani projekti kallal. Bohr abiellus Margrethe Nørlundiga aastal 1912, üks nende poegadest Aage Niels Bohr sai samuti oluliseks füüsikuks, kes nagu isagi pälvis Nobeli preemia. Niels Bohr õppis Kopenhaageni ülikoolis füüsikat, hiljem sai temast sama ülikooli professor. 1912
liikudes kujutise, milles kulgev info saadetakse otse arvutisse, pooljuht kamber tuhandete pooljuhtdioodide pingestatud siirdes tekib ioniseeriva osakese läbilennul lühike vooluimpulss, moodsaim tehnika, 15) standardmudel ehk elementaarosakeste füüsika standardmudel on kvantfüüsika teooria, mis kirjeldab tugevat, nõrka ja elektromagnetilist jõudu ning neid vahendavaid või nendega interakteeruvaid elementaarosakesi, see on relativistlikkvantväljateooria, mis ühendab kvantmehaanikat ja erirelatiivsusteooriat, kinnitati kvarkide olemasolu, avastati Higgsi boson, otsitakse teed edasi, mis aitab seletada standardmudeli põhiparameetreid, ennustatakse, et avastatakse uusi osakes, mida pole vähimnatki lootust reaalsena avastada, vahest aga virtuaalselt. 14) Wilsoni kamber e udukamber kujutab endast veeauruga täidetud ruumi, kus rõhu järsu vähendamisega tekib üleküllastunud aur, mille kondenseerumiseks piisab tühisest välismõjust
Avastati, et valguse kiirus ei sõltu valgusallika ega vaatleja liikumisest ning aeg ja ruum on suhtelised ja sõltuvad liikumisest. Mehaanikaseadusi analüüsides jõuti järeldusele, et inimese tulevik pole määratud millegi muu kui tema molekulide seisundiga sünnihetkel. Inimese oma soovid ega teod ei saa tulevikku mõjutada! Nüüdisaegne füüsika Selgus, et füüsika pole veel sugugi valmis. Tekkis kaasaegne füüsika, mille kaht põhiteooriat -- kvantmehaanikat ja relatiivsusteooriat alles arendatakse. Kasutusele on võetud kaose mõiste ning matemaatikast pärit statistika ja tõenäosusteooria . Mis saab edasi? Einstein töötas oma elu lõpuni ühtse välja teooria loomise nimel. Ühtse välja teooria peaks kirjeldama korraga kõiki loodusnähtusi. Kogu füüsika koosnekski siis ainult ühest teooriast. Einstein seda endale võetud ülesannet lahendada ei jõudnud. Ehk kunagi jõuavad teadlased selleni. Seniks jääb füüsika
1921. aasta Kaluza-Kleini teooria Kõikehõlmavas teoorias saab elektromagnetismi tuletada gravitatsioonist juhul kui on olemas neli ruumidimensiooni kolme asemel ja see neljas on kõverdunud pisikeseks ringiks. Kaluza ja Klein tegid selle avastuse kumbki iseseisvalt. 1970. aasta Stringiteooria sünd Kolm osakeste teoreetikut avastavad iseseisvalt, et 1968. aastal välja arendatud kaksikteooriad, mida kasutati osakeste spektri kirjeldamiseks kirjeldavad ka võnkuvate stringide kvantmehaanikat. See märgib stringiteooria ametlikku sündi. 1971. aasta Supersümmeetria Supersümmeetria leiutati korraga kahes kontekstis: tavalises osakeste välja teoorias ja ka fermionide stringiteooriasse toomise tagajärjena. See tõotab lahendada mitmeid probleeme osakeste teoorias, kuid vajab võrdset arvu fermione ja bosoneid, nii et see ei saa olla täpne looduslik sümmeetria. 1974. aasta Gravitonid
esinenud ka erandeid. Surnud isikule auhinda ei määrata. Esimesed auhinnad anti välja Alfred Nobeli viiendal surmaaastapäeval 1901. Mõnel aastal on ka juhtunud, et auhinda pole välja antud (sõja tõttu või on puudunud sobivad kandidaadid) (http://et.wikipedia.org/wiki/Nobeli_auhind: loetud 26. Veebruaril, kell 19.30) 4.2 Mille eest sai Bohr preemia? Pälvis preemia 1922. aastal, mil aitas avastada aatomistruktuuri ja kvantmehaanikat. http://www.cord.edu/faculty/ulnessd/legacy/fall2000/pfeifer/Image3.jpg 5. KOKKUVÕTE Antud referaadis sain palju uut ja huvitavat teada Taani füüsikust Niels Bohrist. Referaadi tegemine viis mind alles 12. klassi lõpus kurssi kirjalike tööde vormistamise nõuetega Tallinna Lilleküla Gümnaasiumis. Leian, et taolisi mahukaid ja korrektselt vormistatuid töid peaksid õpetajad tihedamini õpilastelt nõudma.
tähed, galaktikad, planeedid ja kuud.(Vance Ferrel, 2001) Stephen Hawking tõestas aastal 1970, et Einsteini üldrelatiivsusteooria põhjal pidi universumi aine ja energia ühel hetkel olema koondunud ühteainsasse puntki – singulaarsusesse. 1970-ndate aastate lõpul mõistis Hawking, et üldrelatiivsusteooria ei toimi Suure Paugu hetkel määramatuse printsiibi tõttu. Ta asus uurima, kuidas ühendada üldrelatiivsusteooriat ja kvantmehaanikat. Oma ettekandes väitis Hawking, et ruum ja aeg on ulatuselt lõplikud, kuid suletud ilma piiride ja servadeta. See sai tuntuks kui piirideta universumi mudel. Kui see teooria on õige siis ei esine singulaarsust ja teaduslikud seadused kehtivad kõikjal, kaasa arvatud universumi alguses. Üldrelatiivsusteooria kirjeldab Universumi Suure Paugu mudelit usaldusväärselt ajavahemikus, mis algas pärast hetke t=0 ja kestab praeguseni. Ometi teame tänu Hawkingile, et algushetkeks annab
jaanuaril 1895 väidetava Saksa spioonina eluks ajaks vangi, kuid 12. juulil 1906 mõisteti õigeks.Th. Herzl- Austrias juudi perekonnas sündinud advokaadist ajakirjanik keda loetakse sionismina tutntud poliitilise liikumise loojaks ja esimeseks juhiks ning ideoloogiksM.Planck-saksa füüsik, keda peetakse kvantteooria rajajaks ning seega 20. sajandi üheks tähtsaimaks füüsikuks, on Nobeli füüsikapreemiaga pärjatudN.Bohr-Taani füüsik, kes aitas avastada aatomistruktuuri ja kvantmehaanikat, mille eest pälvis 1922. aastal Nobeli füüsikapreemiaA.Einstein- Saksamaal sündinud ning hiljem Sveitsi ja Ameerika Ühendriikide kodakondsusega juudi füüsikateoreetik, kes relatiivsusteooria ning aitas kaasa ka kvantmehaanika, statistilise mehaanika ja kosmoloogia arengule. Aastal 1921 sai ta Nobeli preemia füüsikas teenete eest teoreetilise füüsika alal S.Freud- Austria psühhiaater ning psühhoanalüüsi teooria ja meetodi rajaja
Aastal 1938 sai ta Nobeli füüsikaauhinna. Ta töötas Columbia ülikoolis ja hiljem Chicagos ning osales Manhattani projektis. 1942. aasta 2. detsembril õnnestus tal esimene juhitav aheltuumareaktsioon. Fermi järgi on nimetatud keemiline element fermium ja pikkusühik fermi ning tema nimest on tuletatud ainet moodustavate elementaarosakeste üldnimetus fermion. Niels Henrik David Bohr (7. oktoober 1885 18. november 1962) oli Taani füüsik, kes aitas avastada aatomistruktuuri ja kvantmehaanikat, mille eest pälvis 1922. aastal Nobeli füüsikapreemia. Ta oli samuti osaline füüsikute rühmas, kes töötasid Manhattani projekti kallal. 1912. aastal kolis Inglismaale ja töötas koos kuulsa füüsiku Ernest Rutherfordiga, püüdes tuvastada, mida aatomid endast tegelikult kujutavad. Bohri katsed näitasid, et aatomi keskmes on tuum ja kindlal kaugusel sellest tiirlevad elektronid, nagu planeedid tiirlevad kindlatel orbiitidel ümber päikese. Ta lõi 1913
sulamite takistus nulliks. Mõnedel ainetel on selline omadus leitud ka kõrgematel temperatuuridel. Seda nähtust kutsutakse ülijuhtivuseks ja seletatakse elektronpaaride tekkimisega, mis ei ole võresõlmedes olevate ioonidega vastastikmõjus. Kui ülijuhtivus ilmneb kõrgematel temperatuuridel kui vedela lämmastiku temperatuur (77 K), siis räägitakse kõrgtemperatuurilisest ülijuhtivusest. Selle nähtuse seletamiseks peab kasutama kvantmehaanikat. Voolutugevuse olenevus temperatuurist on teistsugune pooljuhtide korral. Pooljuhtide takistus väheneb temperatuuri tõustes, sest juhtivuselektronide arv suureneb temperatuuri tõustes. Põhjuseks on valentselektronide võnkeenergia kasv temperatuuri tõustes, mis võib osutuda piisavaks, et vabaneda oma “koduaatomist”. Sama toimet avaldab ka valgus. Kui juhtivuselektronide arv suureneb, siis muutub pooljuht juhiks, mis tähendab takistuse vähenemist.
vanade kvantteooriate hulka, sest see ei võimaldanud täpseid ennustusi. Moodne kvantmehaanika sai alguse 1925. aastal, mil Planck, Heisenberg ning Jordan formuleerisid maatriksmehaanika. Mõni kuu hiljem pani Erwin Schrödinger kirja Schrödingeri võrrandi ning mõned aastad hiljem kinnitati, et mõlemad lähenemised on matemaatiliselt samaväärsed. Sellele järgnes Heisenbergi määramatuse printsiip. Sellest ajast peale on olnud pidev soov ühendada kvantmehaanikat üldrelatiivsusteooriaga. Peale tõenäosuse, et mingi teatud osake on teatud ajahetkel teatud kohas, on ka määramatuse printsiip väga oluline. Selle kohaselt ei saa füüsikaliste suuruste paarid, näiteks impulss ja asukoht, olla korraga määratud. Lihtsamalt öeldes pole olemas sellist olekut, kus mõlemal füüsikalisel suurusel oleks korraga olemas kindel ja täpne väärtus (Ballentine, 1970). 2.3 Teooriate ühendamine
mõistet. Kuid ka kõige keerulisemaid füüsikalisi mõisteid ja mudeleid saab esitada arusaadavalt vaid tavakeele ja klassikalise füüsika mõistete abil, sest need on reaalselt ettekujutatavad. Nende aluseks on meeleline kaemus ja ainult sellele saab tugineda mõtlemine. Nüüdisaegse kvantfüüsika nähtusi on võimatu ette kujutada, sest neile puuduvad silmanähtavad ja vahetult tajutavad analoogid. Nagu on öelnud üks kvantmehaanika loojaid (vist Schrödinger) pole võimalik kvantmehaanikat mõista, küll saab temaga harjuda. Paraku saab ka kõige keerulisemaid füüsikalisi mõisteid ja mudeleid esitada arusaadavalt vaid tavakeele ja klassikalise füüsika mõistete abil, sest need on reaalselt ettekujutatavad. Nende aluseks on meeleline kaemus ja ainult sellele saab tugineda mõtlemine. Maailmapilt on ühtne, st. et kõik mis kehtib Maal, kehtib ka kogu Universumis. Maailmapilti üha täiustatakse. Proovitakse luua ühtset väljateooriat, mis lubaks läbi
SPINN Üks elementaarosakeste sisemisi omadusi. Väga ligikaudses mudelis saab spinni seostada osakese pöörlemisega. STRING Ühemõõtmeline objekt, mis stringiteoorias asendab struktuurita elementaarosakese mõistet. Stringi erinevad võnkeolekud vastavad erinevate omadustega elementaarosakestele. STRINGITEOORIA Füüsikateooria, mille kohaselt osakesi kirjeldatakse kui laineid stringil; ühendab kvantmehaanikat ja üldrelatiivsusteooriat. Tuntakse ka superstringide teooria nimetuse all. SUPERGRAVITATSIOON Teooriate kogum, mis ühendab üldrelatiivsusteooria ja supersümmeetria. SUPERSÜMMEETRIA Sümmeetria, mis seostab erineva spinniga osakeste omadusi. SUUR PAUK Singulaarsus, millest Universum sai umbes 15 miljardit aastat tagasi alguse. SUUR RAKS Ühe Universumi-lõpu stsenaariumi tinglik nimetus; selle järgi varisevad kogu ruum ja aine kokku
SPINN Üks elementaarosakeste sisemisi omadusi. Väga ligikaudses mudelis saab spinni seostada osakese pöörlemisega. STRING Ühemõõtmeline objekt, mis stringiteoorias asendab struktuurita elementaarosakese mõistet. Stringi erinevad võnkeolekud vastavad erinevate omadustega elementaarosakestele. STRINGITEOORIA Füüsikateooria, mille kohaselt osakesi kirjeldatakse kui laineid stringil; ühendab kvantmehaanikat ja üldrelatiivsusteooriat. Tuntakse ka superstringide teooria nimetuse all. SUPERGRAVITATSIOON Teooriate kogum, mis ühendab üldrelatiivsusteooria ja supersümmeetria. SUPERSÜMMEETRIA Sümmeetria, mis seostab erineva spinniga osakeste omadusi. 52 Andrus Erik Universum pähklikoores Informaatika TTK II - KEI SUUR PAUK
Neil kahel füüsikateoorial on füüsikaliselt ühine päritolu. Relatiivsusteoorias esinevad aja ja ruumi efektid ehk aja aeglenemine ja pikkuste lühenemine. Sellest tulenevalt ei ole olemas absoluutset aega ja ruum ei ole eukleidiline. Kuid kvantmehaanikas eksisteerivad osakesed ajatus ja ruumitus dimensioonis. Osakeste jaoks aega ega ruumi enam ei ole olemas. Relatiivsusteooria ei oska seda matemaatiliselt kirjeldada. Üldrelatiivsusteooria võrrandid kaotavad kvantmehaanikat uurides oma kehtivuse. Kuid just siin ilmnebki kõige põhilisem füüsikaline seos relatiivsusteooria ja kvantmehaanika vahel. Kui relatiivsusteoorias esinevad aja ja ruumi kadumised ( mis väljenduvad aja dilatatsioonis ja pikkuste kontraktsioonis ), siis kvantmehaanikas aega ja ruumi enam ei eksisteerigi ( see väljandub osakeste teleportatsioonis ). Antud juhul käsitleme peamiselt kvantmehaanika füüsikalisi aluseid, mitte niivõrd selle mate-
füüsikalist mõistmist ei saa olla. Füüsika areng jäi pikka aega kinni kvantmehaanika ja relatiivsusteooria näilisesse müstikasse. Ajas rändamise teooria on nende kahe teooria edasiarendus ja samas ka nende „ühendteooria“. Seda on vihjatud isegi ajakirjas „Imeline teadus“ ( Nr 10/2014, lk. 88-95 ), kus kirjutatakse: „Pärast aastakümnetepikkust uurimist ei ole füüsikutel ikka veel õnnestunud ühendada neid kahte teooriat ( relatiivsusteooriat ja kvantmehaanikat ), millel põhineb tänapäeva füüsika, aga mõistatuse lahendus võib olla peidetud just ajarände küsimusse.“ Ajamasina loomine on füüsika edasiseks arenemiseks sama oluline nagu seda oli 19. sajandi lõpus avastatud valguse kiiruse konstantsus vaakumis. Maailmataju projekti jaoks on oluline mõista seda, et mis on Universumi füüsikaline olemus ja see tuleb välja just ajas rändamise teooriast.
Neil kahel füüsikateoorial on füüsikaliselt ühine päritolu. Relatiivsusteoorias esinevad aja ja ruumi efektid ehk aja aeglenemine ja pikkuste lühenemine. Sellest tulenevalt ei ole olemas absoluutset aega ja ruum ei ole eukleidiline. Kuid kvantmehaanikas eksisteerivad osakesed ajatus ja ruumitus dimensioonis. Osakeste jaoks aega ega ruumi enam ei ole olemas. Relatiivsusteooria ei oska seda matemaatiliselt kirjeldada. Üldrelatiivsusteooria võrrandid kaotavad kvantmehaanikat uurides oma kehtivuse. Kuid just siin ilmnebki kõige põhilisem füüsikaline seos relatiivsusteooria ja kvantmehaanika vahel. Kui relatiivsusteoorias esinevad aja ja ruumi kadumised ( mis väljenduvad aja dilatatsioonis ja pikkuste kontraktsioonis ), siis kvantmehaanikas aega ja ruumi enam ei eksisteerigi ( see väljendub osakeste teleportreerumistes aegruumis ). Isegi tänapäeva teadlased tunnistavad võimalust, et ,,võib öelda, et