Ve čtvrtek 25. září 2025 jsme se společně s našimi učiteli, zúčastnili akce “Den s kvantovkou” pořádanou Matematicko-fyzikální fakultou Univerzity Karlovy v jejich areálu v Troji.
Celodenní program byl věnován kvantové fyzice a jejím moderním aplikacím. Největší pozornost mezi studenty vzbudil slavný myšlenkový experiment Schrödingerovy kočky, který ilustruje zvláštní zákonitosti kvantového světa. V rámci doprovodného programu jsme si mohli prakticky vyzkoušet řadu zajímavých aktivit, například sáhnout do suchého ledu, dýchat helium a mluvit s pozměněným hlasem.
Velkou část dne tvořily interaktivní dílny, které nám zábavnou formou přiblížily některé složité principy:
Černé skříňky – ukázaly, jak lze zkoumat něco, co nelze přímo vidět, podobně jako při objevování mikrosvěta.
Kvantové piškvorky – obměněná podoba klasické hry nám názorně předvedla, co znamená superpozice a jak probíhá kvantové měření.
Kvantové lodě – na příkladu hry jsme poznali, že měření v kvantovém světě je náhodné a vždy vede k tzv. redukci stavu.
Dvojštěrbina – experiment, který sehrál klíčovou roli v historii kvantové fyziky, ukázal, že částice se mohou chovat zároveň jako vlny i jako „kuličky“.
Polarizace fotonu – prakticky jsme prozkoumali, jak fungují polarizační filtry a proč má polarizace světla význam pro moderní kvantové technologie, například v šifrování.
Kvantová karta – pomohla nám pochopit princip nekompatibilních veličin a souvislosti s relacemi neurčitosti.
Kostky v krabici – na motivy známého výroku Alberta Einsteina „Hraje Bůh v kostky?“ jsme se zamýšleli nad tím, zda je náhodnost v měření skutečně náhodná, nebo jen důsledek neznalých parametrů.
Kromě toho jsme měli možnost zahrát si i další „kvantové hry“, vyplnit kvízy a dotazníky, po jejichž dokončení na nás čekala drobná odměna. Celý den jsme si velmi užili, získali jsme nejen nové poznatky, ale také jsme se zábavným a srozumitelným způsobem seznámili s tím, jak se kvantová fyzika zkoumá i využívá v současném výzkumu. Děkujeme našim vyučujícím, kteří nám tuto inspirativní zkušenost umožnili.
Matěj Poula z oktávy doplňuje: Zjistili jsme, že kvantová fyzika už není jen nějaká nudná teorie, ale má reálné využití, může pomoct třeba s bezpečným šifrováním zpráv nebo s vývojem nových superrychlých počítačů, na ty si ale ještě chvíli počkáme. Zajímavostí za mě byl i slavný „dvojštěrbinový experiment“, to je, když světlo prošlo dvěma štěrbinami, na plátně se neobjeví jen dva proužky, ale celá sada pruhů, jako by světlo bylo vlna. Stála za to i ukázka byla o polarizaci, díky speciálním filtrům jsme mohli pozorovat, jak se světlo dá „usměrnit“. Tyhle filtry se používají například v brýlích proti odleskům. Největší zážitek nás ale čekal v laboratořích, dozvěděli jsme se, jak vědci dokážou ochladit látky na extrémně nízké teploty pomocí tekutého dusíku nebo helia. A nejlepší bylo, že jsme si mohli na chvilku namočit ruku do tekutého dusíku! Díky tzv. Leidenfrostovu efektu to bylo bezpečné. Pak přišla odlehčenější část, a o byly ,,kvantové piškvorky‘‘. Hrálo se skoro jako normálně, jen s tím rozdílem, že kameny mohly být na dvou místech zároveň, protože byly v „superpozici“. Díky tomu jsme si uvědomili, jak hodně se svět částic liší od našeho. Odpoledne nás čekaly složitější experimenty. Nejvíc nás zaujala ukázka s rentgenem a krystalem NaCl. Paprsky se lámaly a vytvářely obraz vnitřní struktury krystalu. Celý den byl pro nás velký zážitek. Kvantová fyzika najednou působila o dost srozumitelněji a taky mnohem zajímavěji, než jsme si dřív mysleli!
Text: Magdaléna Chmelířová
Foto: Ing. Karel Šnajdr
