Στην επιστήμη που ασχολείται με τον μικρόκοσμο, την Κβαντική Φυσική, είναι αφιερωμένη για πρώτη φορά στην ιστορία, επισήμως, η σημερινή μέρα, 14 Απριλίου. Πρόκειται για μια πρωτοβουλία περισσότερων από 65 χωρών ανά την υφήλιο, που καλεί όλους τους κβαντικούς επιστήμονες, μηχανικούς, εκπαιδευτικούς, επικοινωνιακούς φορείς, επιχειρηματίες, τεχνολόγους κ.ά. στα αντίστοιχα Πανεπιστήμια, Ιδρύματα, φορείς κ.λπ., να οργανώσουν τις δικές τους δραστηριότητες ώστε να εορταστεί η Παγκόσμια Κβαντική Ημέρα σε όλο τον κόσμο. Για τη σημασία αυτής της νέας Παγκόσμιας Ημέρας και τις επαναστάσεις της κβαντικής επιστήμης μιλά στο philenews ο φυσικός – ειδικός επιστήμονας έρευνας και διδασκαλίας στο Πανεπιστήμιο Κύπρου δρ Κυριάκος Βιτάλης, ο οποίος σημειώνει ότι καθημερινά χρησιμοποιούμε  τις τεχνολογικές της εφαρμογές, αλλά πιθανότατα χωρίς να τη γνωρίζουμε, παρά το ότι θεωρείται από πολλούς ως η σημαντικότερη και επιτυχέστερη επιστημονική θεωρία όλων των εποχών.

Συγχρόνως παρατηρεί ότι παρά τα 100 χρόνια από την ανακάλυψη της κβαντικής θεωρίας, ο μέσος πολίτης έχει άθελά του εκτεθεί περισσότερο στην κβαντική ψευδοεπιστήμη παρά επιστήμη: «Κατά τη διαδικτυακή του “κβαντική” αναζήτηση, βάλλεται από τσαρλατανισμούς τους είδους: κβαντική ιατρική, κβαντική ίαση/θεραπεία, κβαντική διατροφή, κβαντική τηλεπάθεια, κβαντική ψυχοεπιστήμη, κβαντική ψυχανάλυση, κβαντική θεολογία, κβαντικά ταρώ, κβαντικά τσάκρα, κβαντική κάθαρση, κβαντική ηθοποιία και πολλές άλλες “κβαντικές” μεταφυσικές μπαρούφες στην πιο ευφάνταστη εκδοχή τους!»

Καταρχάς τι εννοούμε όταν αναφερόμαστε σε “μικρόκοσμο”, τον οποίο περιγράφει η Κβαντική Φυσική;

Το φυσικό μας Σύμπαν χωρίζεται, γενικά, σε δυο μεγάλες κατηγορίες ανάλογα με την κλίμακα μεγεθών/χωρικών διαστάσεων: Τον Μικρόκοσμο, δηλαδή τον κόσμο των μορίων και των ατόμων, των υποατομικών (π.χ. πυρήνες, ηλεκτρόνια) αλλά και των υποπυρηνικών (π.χ. πρωτόνια, νετρόνια, κουάρκς) συστημάτων. Και τον Μακρόκοσμο, δηλαδή τον κόσμο της καθημερινής μας εμπειρίας (π.χ. άνθρωποι, ζώα, φυτά, κτίρια, αυτοκίνητα, διαστημόπλοια κ.λπ.), καθώς και τον κόσμο του διαστήματος (π.χ. πλανήτες, αστέρες, ηλιακά συστήματα, μελανές οπές, γαλαξίες), όπως και ολάκερου του Σύμπαντος ως ενιαίου συνόλου.

 

Ο μικρόκοσμος περιγράφεται από την Κβαντική Φυσική, ενώ ο μακρόκοσμος από την Κλασική Φυσική (Νευτώνεια[1] Μηχανική, Ηλεκτρομαγνητική Θεωρία του Μάξγουελ, Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν). Τα όρια, ωστόσο, μεταξύ των δύο αυτών κόσμων δεν είναι, εν γένει, ούτε απόλυτα ούτε σαφή και κατά συνέπεια δεν είναι ξεκάθαρη η φυσική περιγραφή τους – συνήθως χρησιμοποιείται μια “υβριδική” προσέγγιση μεταξύ φυσικών θεωριών. Π.χ., στη Μεσοσκοπική Φυσική (mesoscopic physics) συστημάτων ενδιάμεσων/μεσαίων μεγεθών μεταξύ 100 δισεκατομμυριοστών του μέτρου ή νανομέτρων (μέγεθος τυπικού ιού) και 1 εκατομμυριοστού του μέτρου ή μικρομέτρου (μέγεθος τυπικού βακτηρίου), χρησιμοποιούνται τόσο κλασικές όσο και κβαντικές εξισώσεις.

.

 

.

 

Γιατί είναι αναγκαία, πιστεύεις, η θέσπιση αυτής της Παγκόσμιας Ημέρας;

Μια τέτοια πρωτοβουλία είναι αναγκαία όσο ποτέ άλλοτε στη Νέα Εποχή της Πληροφορίας… ή, δυστυχώς, της καλπάζουσας και δεσπόζουσας Παραπληροφορίας… Παρά τα 100 χρόνια από την ανακάλυψη της κβαντικής φυσικής, ο μέσος πολίτης έχει άθελά του εκτεθεί περισσότερο στην κβαντική ψευδοεπιστήμη παρά επιστήμη… Κατά τη διαδικτυακή του “κβαντική” αναζήτηση βάλλεται από τσαρλατανισμούς τους είδους: κβαντική ιατρική, κβαντική ίαση/θεραπεία, κβαντική διατροφή, κβαντική τηλεπάθεια, κβαντική ψυχοεπιστήμη, κβαντική ψυχανάλυση, κβαντική θεολογία, κβαντικά ταρώ, κβαντικά τσάκρα, κβαντική κάθαρση, κβαντική ηθοποιία και πολλές άλλες “κβαντικές” μεταφυσικές μπαρούφες στην πιο ευφάνταστη εκδοχή τους! Τέτοια ευπώλητα κοκτέιλ μεταξύ μυστικισμού και μεταφυσικής σερβιρισμένα από διάφορους απατεώνες που χρησιμοποιούν τη λέξη “κβαντικός” ως επίθετο κυρίως για να προσδώσουν επιστημονική σοβαροφάνεια σε βαρύγδουπες κενολογίες με σκοπό να εντυπωσιάσουν, να ψαρέψουν και να εξαπατήσουν τα θύματά τους εκμεταλλευόμενοι την άγνοια και την αφέλεια των ανθρώπων, αποτελούν ακραία και λαθραία οικειοποίηση, καθώς και ανελέητο σμπαράλιασμα της κβαντικής επιστήμης – της πιο θεμελιώδους θεωρίας που έχουμε για την περιγραφή της Φύσης και, κατά πολλούς, της σημαντικότερης και επιτυχέστερης επιστημονικής θεωρίας όλων των εποχών!

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ:

Πώς κατόρθωσε και αναπτύχθηκε η πίστη σε αυτό το συνονθύλευμα ψέματος και παραμυθιού, που όπως περιγράφεις «τρέφεται» από το «πιάτο» της κβαντικής θεωρίας;

Δεν είναι τόσο εξοργιστικό το ότι οι άνθρωποι γοητεύονται από το ψέμα και το παραμύθι όσο το ότι οι επιστήμονες δεν μεταδίδουν την αλήθεια και τη γοητεία που κρύβουν μέσα τους οι θρίαμβοι της Επιστήμης, καθώς εξηγούν και εκλογικεύουν τα φαινόμενα του κόσμου μας – μάλιστα, ενίοτε οι ερμηνείες τους θεωρούνται άχαρες και στερούμενες θαυμάτων.

Αυτό τον προβληματισμό τον έθεσε πολύ εύστοχα ένας από τους σπουδαιότερους φυσικούς του περασμένου αιώνα, βραβευμένου με Νόμπελ Φυσικής το 1965 για τη συνεισφορά του στην ανάπτυξη της κβαντικής ηλεκτρομαγνητικής θεωρίας ή κβαντικής ηλεκροδυναμικής (το “κόσμημα της φυσικής”), oνόματι Ρίτσαρντ Φάινμαν, ως εξής: «Οι ποιητές λένε πως η επιστήμη διώχνει τη μαγεία των άστρων – αυτές τις απλές μπάλες από αέριο ατόμων. Όμως, τίποτε δεν είναι ‘‘απλό’’. Ατενίζω και εγώ τ’ αστέρια και τους καταλαβαίνω. Άραγε, βλέπω περισσότερα ή λιγότερα πράγματα απ’ αυτούς; Πώς είναι το σχήμα τους, το νόημά τους, ο λόγος της ύπαρξής τους; Η αίσθηση του μυστηριακού δεν μειώνεται όταν γνωρίζουμε κάτι περισσότερο. Η αλήθεια είναι πολύ πιο όμορφη απ’ όσο τη φαντάζεται οποιοσδήποτε καλλιτέχνης. Γιατί οι σημερινοί ποιητές δεν μιλούν καθόλου γι’ αυτήν;»

Η πρωτοπορία στο πεδίο ερμηνείας του φυσικού κόσμου που μας περιβάλλει είναι συγκλονιστική και όμως, με λίγες εξαιρέσεις, παραμένει αθέατη για την πλειονότητα των “κοινών θνητών”. Πολλοί άνθρωποι γοητεύονται όταν ακούν πως υπάρχουν γωνίες του κόσμου μας μακριά από την αδυσώπητη πρόοδο της επιστήμης, όπου η μαγεία, το μυστήριο και το θαύμα ζουν και ευημερούν. Ακόμη και σήμερα, είναι εντυπωσιακή η όρεξη του κόσμου για όλα τα παραφυσικά φαινόμενα που δεν έχουν ταξινομηθεί και οργανωθεί επιστημονικά, που δεν έχουν καν συγκεκριμένη ονομασία. Τι κρίμα!

.

.

 

 

Επιπλέον, απαντήσεις του τύπου “επειδή ο Θεός το έφτιαξε έτσι!”– που δίνουν, π.χ., ανήξεροι γονείς στα παιδιά τους προκειμένου να τερματίσουν τη συζήτηση – δεν ικανοποιούν ούτε τους βαθιά θρησκευόμενους επιστήμονες που καθημερινά θέλουν απαντήσεις στα πιο θεμελιώδη ερωτήματα της έρευνάς τους.

Οι φυσικοί διακρίνονται για τη δημιουργική εμμονή τους σχετικά με την εξιχνίαση όλων των μυστηρίων που κρύβει το Σύμπαν. Τα ερωτήματα δεν έχουν τέλος: “Γιατί συνέβη αυτό;”– “Λόγω  του τάδε φαινομένου.” “Ποια ήταν η αιτία του φαινομένου;”– “Το τάδε σώμα που αλληλεπιδρά με το δείνα.” “Γιατί αλληλεπιδρούν;”– “Επειδή αισθάνονται αυτή τη δύναμη.” “Ποια είναι η προέλευση της δύναμης;” κ.λπ.

Στις μέρες μας, μπορούμε να μάθουμε πολλά για την επιστήμη μέσα από βιβλία, περιοδικά, τηλεοπτικές εκπομπές και το διαδίκτυο, επομένως, η στάση των ανθρώπων έχει αλλάξει. Παρ’ όλα αυτά, υπάρχει ένα πεδίο της επιστήμης που δεν μπορεί να εκλογικευτεί απολύτως με βάση την καθημερινή ορολογία ή να εξηγηθεί με απλές, αφομοιώσιμες έννοιες. Παραμένει ανεξήγητο και μάλιστα υπάγεται στο κυρίαρχο ρεύμα της επιστήμης. Είναι ένα πεδίο μελέτης τόσο διάχυτο και θεμελιώδες για την κατανόηση της Φύσης, ώστε στηρίζει μεγάλο μέρος όλων των φυσικών επιστημών. Περιγράφεται από μια θεωρία πυλώνα της σύγχρονης φυσικής, η ανακάλυψη της οποίας αποτέλεσε χωρίς αμφιβολία αλματώδη επιστημονική πρόοδο.

 

Ανάφερες ότι η πλειοψηφία της επιστημονικής κοινότητας έχει αποκαλέσει τη μηχανική των κβάντων ως «ίσως τη σημαντικότερη και επιτυχέστερη επιστημονική θεωρία όλων των εποχών».

Η αυγή του προηγούμενου αιώνα σηματοδότησε την ανακάλυψη μιας νέας φυσικής θεωρίας, θεμελιωδώς διαφορετικής από τις τότε υπάρχουσες, η οποία αποτελεί το σπουδαιότερο διανοητικό επίτευγμα που έχει συλλάβει ποτέ ο ανθρώπινος νους. Αυτή η θεωρία ονομάζεται μηχανική των κβάντων[2] ή, απλώς, Κβαντική Μηχανική (Quantum Mechanics).

Η κβαντική μηχανική (ή κβαντομηχανική) είναι συναρπαστική για δύο φαινομενικά αντίθετους λόγους: αφενός, είναι τόσο θεμελιώδης για την κατανόηση των πραγμάτων του κόσμου μας ώστε βρίσκεται στον πυρήνα των περισσότερων τεχνολογικών εξελίξεων που συντελέστηκαν τα τελευταία περίπου 70 χρόνια, αφετέρου, κανείς δεν γνωρίζει τι ακριβώς σημαίνει αυτή η θεωρία! Τα θεμέλια της κβαντικής φυσικής παραμένουν μέχρι σήμερα πηγή επιστημονικών και φιλοσοφικών συζητήσεων.

Στο κβαντικό βασίλειο – για ό,τι παρατηρούμε – είμαστε ελεύθεροι να επιλέξουμε μία ανάμεσα στις πολλές εξηγήσεις, καθεμία από τις οποίες είναι με τον τρόπο της τόσο εκπληκτικά παράξενη ώστε κάνει τις ιστορίες για εξωγήινους να μοιάζουν απόλυτα λογικές. Εάν αντιληφθούμε πόσο θαυμαστά ασυνήθιστος είναι στην πραγματικότητα ο κβαντικός κόσμος και κατά πόσο η οικεία καθημερινή πραγματικότητα στηρίζεται, τελικά, σε μια ακατανόητη, απόκοσμη και αντίθετη με τη διαίσθησή μας πραγματικότητα, τότε θα “δούμε” μονομιάς τον κόσμο με “άλλο μάτι”!

Ωστόσο, για να μη δημιουργηθούν εντυπώσεις και παρερμηνείες, τονίζεται ότι αυτή καθαυτή θεωρία της κβαντομηχανικής δεν είναι παράξενη και παράλογη, αλλά αντιθέτως είναι μία πανέμορφα ακριβής και λογική μαθηματική κατασκευή που περιγράφει εξαιρετικά καλά τη Φύση – δίνει αποτελέσματα, βοηθά στην ερμηνεία πολλών φυσικών φαινομένων και επιβιώνει σε κάθε πειραματικό έλεγχο. Προβλέπει και εξηγεί τη συμπεριφορά των θεμελιωδών λίθων/συστατικών της ύλης – όχι μόνο των ατόμων, αλλά και των (υποατομικών) σωματιδίων που τα συγκροτούν – με απίστευτη ακρίβεια. Μας οδηγεί σε μια σχεδόν πλήρη κατανόηση του τρόπου που τα υποατομικά σωματίδια αλληλεπιδρούν και συνδέονται για να σχηματίσουν τον κόσμο που βλέπουμε γύρω μας.

.

 

.

Πώς γίνεται μία επιστημονική θεωρία να είναι τόσο επιτυχής στην εξήγηση τόσων πολλών πώς και γιατί, και ωστόσο να παραμένει τόσο σκοτεινή και δυσνόητη;

Αυτή η αντίφαση δεν συμβαίνει επειδή η θεωρία της κβαντικής μηχανικής είναι μια παράξενη περιγραφή της Φύσης, αλλά επειδή η ίδια η Φύση, σε μικροσκοπικό επίπεδο, συμπεριφέρεται με εκπληκτικό και αντίθετο με τη διαίσθησή μας τρόπο – λόγου χάριν, ένα κβαντικό σύστημα, π.χ. ηλεκτρόνιο, μπορεί να είναι σε δύο θέσεις ταυτόχρονα! Θα ήταν κάπως απροσδόκητο η Φύση – στην αφάνταστα μικροσκοπική κλίμακα των ατόμων και των υποατομικών σωματιδίων – να εμφανίζεται με τρόπο οικείο στην καθημερινή μας εμπειρία, δηλαδή στην κλίμακα των ανθρώπων, των δέντρων, των αυτοκινήτων, των κτιρίων κ.λπ. Επομένως, δεν έχουμε κανένα δικαίωμα να μεμφόμαστε τη Φύση – ή τη θεωρία – για τη διανοητική μας ανεπάρκεια, τη στιγμή που μας παρέχει τα θεωρητικά εργαλεία για την κατανόηση όσων παρατηρούμε. Όπως είπε κάποτε ο επιφανής φυσικός και ένας από τους θεμελιωτές της κβαντικής μηχανικής, Νιλς Μπορ (Niels Bohr, Νόμπελ Φυσικής 1922): “Εκείνος που δεν συγκλονίζεται από την κβαντική μηχανική, σίγουρα δεν την έχει κατανοήσει.”

 

Στην καθημερινότητα πού συναντάμε – ενδεχομένως εν αγνοία μας – την κβαντική μηχανική;

Η κβαντική μηχανική είναι, ίσως, η πιο θεμελιώδης και σημαντική επιστημονική θεωρία στην ιστορία της ανθρωπότητας. Αποτελεί τη βάση της σύγχρονης τεχνολογίας και μας δίνει μια εικόνα της ίδιας της πραγματικότητας. Δίχως την κβαντομηχανική δεν θα μπορούσαμε να κατανοήσουμε τη σύγχρονη χημεία ούτε την ηλεκτρονική ή την επιστήμη υλικών. Δεν θα γνωρίζαμε πώς τα αστέρια ακτινοβολούν[3]. Δεν θα είχαμε ανακαλύψει το τρανζίστορ, το μικροτσίπ ή το λέιζερ, δεν θα είχαμε τηλεοράσεις, ραδιόφωνα, υπολογιστές, φούρνους μικροκυμάτων, κινητά τηλέφωνα, “έξυπνες” συσκευές, υπεραγωγούς, μαγνητικές και αξονικές τομογραφίες και τόσα άλλα που θεωρούμε δεδομένα στην τεχνολογική μας εποχή.

Η κβαντική μηχανική, μυστηριώδης από τη φύση της, μπορεί να περιγράψει την ανθρώπινη πραγματικότητα και να δώσει απαντήσεις σε αλλόκοτα φαινόμενα τα οποία οι άλλες επιστήμες αδυνατούν να εξηγήσουν. Η κλασική φυσική δεν μπορεί να δώσει απαντήσεις στο επίπεδο των μορίων, των ατόμων και των υποατομικών συστημάτων, συνεπώς η κβαντική μηχανική, που χρονολογείται από το 1920, μπορεί να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε τις βαθύτερες δομές της ύλης στο Σύμπαν, καθώς και τα δομικά στοιχεία του έμβιου κόσμου μας.

Οι νέοι ή “ανανεωμένοι” νόμοι της φυσικής που ξεδιπλώνονται μπροστά μας χάρη στη μελέτη της κβαντομηχανικής, εκτός του ότι εντυπωσιάζουν τους επιστήμονες και μεταβάλλουν τον τρόπο που αντιλαμβανόμαστε τη λειτουργία του Σύμπαντος, οδηγούν την ανθρωπότητα όχι μόνο στη διαρκή ανάπτυξη μεγάλων τεχνολογικών επιτευγμάτων αλλά μάλλον επηρεάζουν δραστικά και τα έμβια όντα, τους ζωντανούς οργανισμούς όπως τα φυτά, τα ζώα και τους ανθρώπους, σε βαθμό που μόλις τώρα αρχίζουμε να ανακαλύπτουμε (Κβαντική Βιολογία). Όπως πολύ εύστοχα έθεσε ο Αμερικανός συγγραφέας Τζεφ Βαντερμίρ (Jeff VanderMeer): “Όταν κανείς συλλογίζεται για την πολυπλοκότητα του φυσικού μας κόσμου – ότι, παραδείγματος χάριν, τα φυτά χρησιμοποιούν την κβαντική μηχανική για τη φωτοσύνθεσή τους – τότε ένα έξυπνο τηλέφωνο αρχίζει να μοιάζει με ένα πολύ χαζό αντικείμενο.”

Η ορθή χρήση και πρακτική εφαρμογή της ριζοσπαστικής γνώσης που μας προσφέρει η κβαντική φυσική μπορεί γενικά να βελτιώσει την ποιότητα της ζωής μας.

.

 

 

.

Βρισκόμαστε, άραγε, στην αυγή μιας νέας κβαντικής επανάστασης και κατά συνέπεια μιας νέας τεχνολογικής εποχής;

Η επόμενη κβαντική επανάσταση[4] – με την κβαντική κρυπτογραφία, κβαντική τηλεμεταφορά και κυρίως με την υλοποίηση του κβαντικού υπολογιστή και του κβαντικού διαδικτύου – σιγοβράζει και όπως κάθε επανάσταση, προφανώς και σε επιστημονικό επίπεδο, χρειάζεται ανθρώπους έτοιμους να αναθεωρήσουν τα πάντα, να ανοίξουν νέους δρόμους και να συγκρουστούν με το κατεστημένο.

Κανείς δεν μπορεί να προβλέψει πόσο γρήγορη θα είναι η πρόοδος. Ορισμένοι φυσικοί πιστεύουν ότι δεν θα καταφέρουμε να κατασκευάσουμε έναν κβαντικό υπολογιστή ευρείας κλίμακας και χρήσης (δηλαδή όπως τους κλασικούς υπολογιστές που χρησιμοποιούμε σήμερα), ενώ άλλοι αισθάνονται ότι θα γίνει πράξη μέσα στην επόμενη δεκαετία. Ήδη εταιρείες όπως η IBM και η Google έχουν κάνει σημαντικά βήματα προς αυτή την κατεύθυνση. Επί παραδείγματι, τον Ιανουάριο του 2019, η IBM ανακοίνωσε τον πρώτο κβαντικό υπολογιστή για εμπορική χρήση (IBM Q System One). Η υλοποίηση ενός παγκόσμιου (universal) κβαντικού υπολογιστή θα αποτελέσει σημείο καμπής (turning point) και θα σημάνει μια νέα εποχή σε όλους τους τομείς, όμοια με την εφεύρεση του τρανζίστορ τον προηγούμενο αιώνα.

Ό,τι κι αν συμβεί, ένα είναι σίγουρο: η Κβαντική Μηχανική κρύβει πολλούς άσσους στο μανίκι της και δεν έχουμε ακούσει ακόμη την τελευταία της λέξη. Το μέλλον είναι λαμπρό, αλλά κυρίως “Κβαντικό”…!

.

 

.

 

[1] Με αυτήν ασχοληθήκαμε ως επί το πλείστον στη δευτεροβάθμιά μας εκπαίδευση στο γυμνάσιο και το λύκειο.

[2] Στα τέλη του 1900, ο Μαξ Πλανκ (Max Planck) πρότεινε ότι η ενέργεια δεν είναι συνεχής, αλλά υπάρχει σε διακριτές/ασυνεχείς ποσότητες ή πακέτα που ονόμασε κβάντα (quanta) – μια έννοια που αναγκάστηκε να εισαγάγει προκειμένου να κατανοήσει τον τρόπο που θερμά αντικείμενα ακτινοβολούσαν τη θερμότητά τους (“ακτινοβολία μέλανος σώματος”), το οποίο του χάρισε το Νόμπελ Φυσικής το 1918 – και έτσι γεννήθηκε η κβαντική θεωρία. Ένα χαρακτηριστικό των κβαντικών φαινομένων είναι ότι οι εξισώσεις που τα περιγράφουν περιέχουν πάντα τη σταθερά του Πλανκ που συμβολίζεται με το γράμμα h και αποτελεί θεμελιώδη παγκόσμια φυσική σταθερά, όπως η ταχύτητα του φωτός στο κενό και το φορτίο του ηλεκτρονίου. Η σταθερότητα των ατόμων και κατά συνέπεια ολόκληρης της Συμπαντικής δομής, συμπεριλαμβανόμενης και της ύπαρξής μας, οφείλεται σ’ αυτήν την παγκόσμια θεμελιώδη σταθερά! Η παρουσία της είναι εκκωφαντική και μέσα στην καρδιά της σύγχρονης τεχνολογίας.

[3] Τα αστέρια/άστρα αν και αποτελούν μακροσκοπικά αντικείμενα των οποίων η κίνηση και εξέλιξη περιγράφεται από τους κλασικούς νόμους, η ακτινοβολία τους οφείλεται σε πυρηνικές αντιδράσεις στο κέντρο τους που πραγματοποιούνται χάρη στο κβαντικό φαινόμενο σήραγγας (quantum tunneling).

[4] Η “πρώτη κβαντική επανάσταση” που έλαβε χώρα τη δεκαετία του 1920 με επικεφαλής το σπουδαίο θεωρητικό φυσικό Νιλς Μπορ (Niels Bohr, Νόμπελ Φυσικής 1922), βασιζόταν στην έννοια του κυματο-σωματιδιακού δυϊσμού (wave–particle duality) και οδήγησε σε εφευρέσεις όπως το λέιζερ και το τρανζίστορ – δομικός λίθος των ηλεκτρονικών υπολογιστών. Την πρώτη επανάσταση διαδέχτηκε τη δεκαετία του 1960 η “δεύτερη κβαντική επανάσταση” που βασιζόταν στην έννοια της κβαντικής διεμπλοκής/σύμπλεξης (quantum entanglement) και στο γεγονός ότι οι φυσικοί είχαν αναπτύξει μεθόδους ελέγχου, παγίδευσης και παρατήρησης μεμονωμένων συστημάτων όπως άτομα, ηλεκτρόνια, φωτόνια, μόρια, ιόντα κ.α.