Co je Brownian Motion?

Brownův pohyb je jev, kdy malé částice suspendované v kapalině mají tendenci se pohybovat v psuedo-náhodných nebo stochastických drahách kapalinou, i když je dotyčná kapalina klidná. Je to výsledek asymetrie v kinetických dopadech molekul, které tvoří tekutinu. Kapalná fáze, podle definice, musí mít určitou teplotu, což znamená, že její molekuly nebo atomy musí být tepelně vzrušeny, narážejí do sebe a v nich visí předměty. Pro zobrazení tohoto jevu si člověk dokáže představit pohyb golfových míčků na stole naplněném tisíci kuličkových ložisek pohybujících se v rychlých trajektoriích.

Fráze Brownův pohyb může také odkazovat na matematické modely používané k popisu jevu, které mají značné detaily a používají se jako aproximace jiných stochastických pohybových vzorců. Matematický pohyb je příbuzný, ale strukturovanější než náhodný chod , ve kterém je posun částice zcela náhodný. Tento jev má Markovovu vlastnost , což je termín z teorie pravděpodobnosti, což znamená, že budoucí stav částice je určen výhradně jejím současným stavem, nikoli žádným minulým stavem. V tomto smyslu je matematický koncept poněkud odlišný, ale velmi podobný fyzickému Brownovu pohybu.

Vědec, který proslavil Brownův pohyb, je Albert Einstein, který tento jev upozornil na větší fyzickou komunitu tím, že o něm v roce 1905 zveřejnil příspěvek, jeho osobní annus mirabilis nebo „nádherný rok“. Tento jev byl pozorován již v roce 1765, ale nebyl popsán ani podrobně studován až do výzkumu botaniky Roberta Browna v roce 1827 a je pojmenován na počest své práce. Jako botanik Brown poprvé pozoroval účinek pylu vznášejícího se ve vodě, kde je viditelný pouhým okem. Prostřednictvím experimentů Brown určil, že skvrny pylu se samy nepohnaly samostatně, ale že jejich pohyb byl náhodný.

Jean Perrin, francouzský fyzik, který později získal Nobelovu cenu, odrazil Einsteinovu práci. Jako důkaz použil Brownův pohyb, v roce 1911 dokázal jednou provždy, že hmota je tvořena atomy a molekulami. Ačkoli atomová teorie je původně připisována Johnovi Daltonovi, britskému fyzikovi 18. a 19. století, byla ve sporu po více než století a byla to Perrinova práce, která vyústila v jeho univerzální přijetí.