Kuka on Max Planck?

Max Planck oli Nobelin palkittu saksalainen fyysikko. Hän asui vuosina 1858–1947 ja kuoli 89 -vuotiaana. Kvanttiteorian perustamisen myötä vuonna 1900 Planckia pidetään Albert Einsteinin ohella yhtenä 20 -luvun merkittävimmistä fyysikoista. Hänen työnsä kvanttiteoriassa käynnisti fysiikan vallankumouksen, joka jatkui 1970 -luvulle asti.

Max Planck työskenteli professorina Berliinin yliopistossa vuodesta 1892 aina eläkkeelle siirtymiseensä vuonna 1926, ja hänellä oli maine konservatiivisena ajattelijana. Vuonna 1894 hän alkoi keskittyä mustan kehon säteilyyn liittyviin ongelmiin, toisin sanoen luontaiseen värispektriin, joka syntyy heijastamattoman esineen lämmittämisen yhteydessä. Sähköalan yritykset saivat hänet työskentelemään tämän ongelman parissa, ja he etsivät tapoja rakentaa hehkulamppuja, jotka tuottavat suurimman valomäärän vähimmäismäärällä energiaa.

Yrittäessään paljastaa valon fysiikan, Max Planck tunsi olonsa hämmentyneeksi. Vuoteen 1900 asti kaikki ajattelivat, että valo oli jatkuvaa virtausta, joka on jakamaton pienimmälle tasolle asti. Planck oli konservatiivinen ajattelija ja luotti yleensä hyväksyttyyn viisauteen, mutta hänen laskelmansa hämmentyivät esittämällä valoa jatkuvana. Käyttämällä Ludwig Boltzmannin tilastollista tulkintaa termodynamiikan toisesta laista Planck esitteli kvantisoinnin ajatuksen – edustaa valoa erillisinä paketeina, joita myöhemmin kutsuttaisiin fotoneiksi. Myöhemmin hän kysyi tästä päätöksestä ja kutsui sitä “epätoivon teoksi… Olin valmis uhraamaan kaikki aiemmat vakaumukseni fysiikasta”.

Max Planckin valomallissa sähkömagneettista energiaa oli lähetettävä erillisillä energiatasoilla, yksikön E kertoimina, joka oli säteilyn taajuuden ja Planckin vakiona tunnetun yksikön tulo. Itse asiassa tiedämme tänään, että valonsäteet, joilla on korkeammat taajuudet ja lyhyemmät aallonpituudet, kuten röntgensäteet, kuljettavat enemmän energiaa kuin alemmat taajuudet, kuten näkyvä valo ja radioaaltoja.

Planckin vakiosta fyysikot pystyivät johtamaan sarjan perusyksiköitä, jotka eivät perustu ihmisen päätökseen, vaan maailmankaikkeuden perusominaisuuksiin. Usein nämä luvut edustavat suurinta tai pienintä mahdollista arvoa, joka on järkevää nykyisen fyysisen teoriamme mukaan. Esimerkiksi Planckin pituudella, joka on monta kertaa pienempi kuin protoni, ja Planckin ajalla, uskomattoman pienellä yksiköllä, ymmärryksemme kvanttifysiikasta lakkaa olemasta järkevä. Planckin lämpötilassa, joka on monta biljoonaa kertaa suurempi kuin auringon ytimen lämpötila, kaikki luonnon perusvoimat yhdistyvät ja symmetria rikkoutuu alkuräjähdyksen jälkeen. Planckin nopeus vastaa valon nopeutta ja niin edelleen. Kun Max Planck löysi kaikki nämä perusyksiköt, ymmärryksemme maailmankaikkeudesta muuttui paljon digitaalisemmaksi.