Shockerende state of being: een PRE-Class presentatie over kwantummechanica

‘Anyone who has not been shocked by quantum mechanics has not understood it.’ Verwonder jij je ook niet dagelijks over kwantummechanica en de state of being van atomen? Volgens natuurkundige Niels Bohr, een van de grondleggers van de kwantummechanica, begrijp je dan gewoon nog niet genoeg van dit bijzondere fenomeen. Tijdens zijn presentatie over de PRE-Class Natuurkunde legde Jur Dusseldorp de basics uit.

Kwantummechanica: de basics

De kwantummechanica heeft een bijna mythische reputatie. Het zou voor de gewone sterveling nauwelijks te begrijpen zijn. Het uitgangspunt van de kwantummechanica is echter simpel: een elektron is zowel een deeltje als een golf. Tegelijkertijd. Thomas Young ontdekte dit al in de negentiende eeuw toen hij zijn zogenaamde ‘double split-experiment’ uitvoerde. Hij vuurde elektronen af op installatie die bestond uit twee rechtopstaande platen. In de eerste plaat zaten twee spleten waar de elektronen doorheen konden. Die elektronen zouden dan tegen de achterste plaat aan botsen en zichtbaar worden. Je zou verwachten dat er op de achterste plaat twee strepen van elektronen zichtbaar zouden worden. Gek genoeg lichtten er veel meer dan twee strepen elektronen op; gedrag dat je verwacht van een golf, maar niet van een elektron met een massa. De elektron, een van de meest fundamentele bouwstenen waaruit onze materiële wereld is opgebouwd, werd sinds de tijd van Newton altijd verbeeld als een bolletje. Nu bleek dit bolletje zich óók te gedragen als een golf en dus op de een of andere manier op twee verschillende manieren te ‘zijn’!


Atomaire experimenten

In zijn PRE-Class Natuurkunde leerde Jur over de theoretische aspecten van de kwantummechanica, maar onderzocht hij deze micro-wereld ook zélf. Zo bouwden de PRE-Classers een piëzomotor, een instrument waarmee je op atomair niveau een naald kan laten bewegen. Het researchteam van het bedrijf IBM ging nog een stap verder: zij maakten een animatiefilmpje met atomen, A boy and his atom. Voor elk frame positioneerden ze de atomen - honderdduizend keer kleiner dan de dikte van de gemiddelde haar- handmatig, waarna er een atomenjongetje met een grote kuif tevoorschijn kwam. Kwantummechanica – toch wel shockerend!

Wil je meer weten over de wonderenwereld van de atomaire en subatomaire deeltjes? Bekijk dan Jurs presentatie. Of schrijf je in voor de PRE-Class Natuurkunde! Als 5- of 6-vwo’er kun je dan elke week één middag naar de Universiteit Leiden om verdiepende colleges te volgen van Leidse docenten.

Tekst: Zaza Jung

Laatst Gewijzigd: 23-06-2017