Quantummechanica

[Grayfink]

De gevolgen die de onzekerheidsrelatie van Heisenberg met zich mee brengt, zijn niet alleen natuurkundig maar ook filosofisch enorm. Als eerste de natuurkundige gevolgen: in de kwantummechanica beschrijven we het deeltje, zoals gezegd, met een golffunctie en die functie hangt af van de omgeving waarin het zich bevindt. Zowel de positie als impuls (snelheid) van het elektron worden bepaald via de golffunctie. De onzekerheidsrelatie stelt dat de onzekerheid in de bepaling van de plaats, vermenigvuldigd met de onzekerheid in bepaling van de impuls nooit kleiner kan zijn dan een bepaalde waarde. Wordt de onzekerheid van de een kleiner, dan wordt de onzekerheid van de ander per definitie evenredig groter. Dit is een enorme natuurkundige consequentie. Waar de klassieke natuurkunde, die van voor de kwantummechanica, stelde dat we alles in het universum exact kunnen weten als we maar genoeg metingen doen en de metingen nauwkeurig genoeg zijn, daar stelt de kwantummechanica dat we alleen de waarschijnlijkheid kunnen bepalen en dat de onzekerheid in het bepalen van die waarschijnlijkheid gekoppeld is aan andere onzekerheden. Als de een kleiner wordt gemaakt, dan wordt de ander groter. Deze onzekerheid ontstaat niet door onnauwkeurigheid van de gebruikte apparatuur, maar is fundamenteel.

Er zijn verschijnselen die tot nu toe alleen verklaard kunnen worden als we de onzekerheidsrelatie gebruiken. De filosofische implicatie daarvan zou zijn dat processen in de natuur plaatsvinden niet ondanks, maar dankzij de onzekerheidsrelatie van Heisenberg. De filosofische implicatie die de kwantummechanica met zich meebrengt is dat we moeten spreken over 'de waarschijnlijkheid van de positie van een elektron', in plaats van 'de positie van een elektron'. De Heisenberg-relatie stelt bovendien dat er een minimum onzekerheid is in de bepaling. Een filosofische interpretatie van die onzekerheid is 'willekeur' en in die interpretatie zou dus de kwantummechanica dicteren dat er een fundamentele willekeur in de natuur om ons heen is. Dit in contrast met de klassieke, deterministische natuurkunde voordien, die wel een fundamentele willekeur uitsloot. Dit stoorde dan ook ten zeerste de natuurkundigen die hun denkbeelden in de 19e eeuw hadden opgedaan zoals Einstein en Planck. De meesten van deze 'oudere' natuurkundigen hebben de kwantummechanica daarom ook nooit volledig aanvaard.

Volgens een bepaalde zienswijze binnen de kwantummechanica bestaan ten gevolge van het onzekerheidsprincipe deeltjes niet eens totdat er een waarneming plaatsvindt. Schrödinger was door deze zienswijze dermate ontstemd dat hij het beroemde voorbeeld van de kat beschreef, die door dit effect tegelijkertijd zowel dood als levend was. Schrödinger hoopte met dit onmogelijke voorbeeld te laten zien dat deze filosofie belachelijk was en dat men dit denkbeeld maar snel moest laten vallen. Tot zijn verdriet is bijna het tegenovergestelde gebeurd en is Schrödingers kat een geheel eigen leven gaan leiden.

Een ander curieus gevolg van het onzekerheidsprincipe is dat elk deeltje dat zich van A naar B verplaatst elk mogelijk pad tussen A en B daarvoor gebruikt. Voor iedere waarnemer is het echter duidelijk dat dit zeker op het niveau van de klassieke natuurkunde niet is waar te nemen. Theoretici hebben hiermee geworsteld totdat Richard Feynman aantoonde dat alle paden tegen elkaar wegvallen op één na; Feynman won met deze ontdekking een Nobelprijs.




Wat vinden jullie er nou van?

[MacKlootzak]

Nou wil het toeval dat ik MacKlootzak samen met het hele Zweedse dames hockey team en alle playboybunnies van 2009 hebben aangetoond dat elektronen in dunne draden in twee nieuwe deeltjes kunnen splitsen: spinons en holons. Een elektron is een fundamentele bouwsteen van de natuur en heeft voor zover bekend geen verder inwendige structuur. Maar een nieuw experiment toont aan dat als veel elektronen in een dunne draad gepropt worden ze toch in tweeën splitsen.
Een elektron staat erom bekend om elektriciteit in draden te dragen en om magneten te maken. Deze twee eigenschappen - elektrische lading en magnetisme - worden gedragen door elektronen die geen afmetingen of vormen lijken te hebben. Het is ook onmogelijk om een elektron te splitsen. Wat geweten is van een elektron blijkt plots niet meer geldig wanneer elektronen bij elkaar gebracht worden.
Elektronen met dezelfde lading stoten elkaar af en wijzigen hun manier van bewegen om te vermijden dat ze te dicht bij elkaar komen. In gewone metalen maakt dit weinig verschil uit in hun bewegingen, maar als de elektronen in een dunne draad gestopt worden zijn de effecten veel aanzienlijker, omdat ze het moeilijk hebben om elkaar te passeren.
In 1981 giste de theoretische fysicus MacKlootzak dat onder deze omstandigheden en bij de laagste temperaturen de elektronen hun gedrag zouden wijzigen, zodat hun magnetisme en hun elektrische lading zich zouden scheiden in twee nieuwe deeltjes met de naam 'spinon' en 'holon'.
De uitdaging van het natuurkundige team was om elektronen samen te proppen in een 'kwantumdraad'. Daarvoor werd de kwantumdraad zo dicht bij een gewoon metaal gebracht, dat de elektronen in de smalle kwantumtunnel konden overspringen. Bij het in de gaten houden van het veranderend aantal sprongen bij het toevoegen van een magnetisch veld, onthulde het experiment hoe de elektronen, bij hun binnenkomen van de kwantumdraad, uit elkaar vielen in spinons en holons.
Kwantumdraden worden wereldwijd gebruikt om kwantum 'dots' met elkaar te verbinden, die in de toekomst de basis voor een nieuw type computer kunnen zijn. Het begrijpen van hun eigenschappen kan belangrijk zijn voor nieuwe kwantumtechnologieën. Maar het kan ook helpen om meer complete theorieën van supergeleiding en geleiding in vaste structuren in het algemeen te ontwikkelen. En dit kan leiden tot een nieuwe computerrevolutie met de kwantumcomputer.

Playboybunny maart2009 zei na de dagelijkse drie uur durende orgie met mij (MacKlootzak) dat de mogelijkheid om het gedrag van één enkel elektron te beheersen verantwoordelijk is voor de revolutie in semigeleiders die leidde tot goedkopere computers, iPod's en aanverwanten. "Of we er in zullen slagen om de nieuwe deeltjes onder controle te krijgen, zoals we dat met een elektron deden, valt nog te bezien. We weten dat het samenbrengen van elektroden kan leiden tot nieuwe eigenschappen en nieuwe deeltjes en voorlopig kan enkel de toekomst ons meer vertellen.", aldus MacKlootzak
 
En daarmee bevestig ik de post van topicstarter.

Maar nu moet ik weer de dames voor de playboy kalender 2010 gaan onderwerpen aan mijn lusten.

[Ferraririk]

WAT IS DIT NOU WEER VOOR TAKKEZOOI, VINDEN JULLIE HET GODVERDOMME GRAPPIG GODVERDOMME OM KILOMETERS LANGE VERHALEN NEER TE ZETTEN, DIE HET FORUMBEHEER NIET KAN LEZEN, OMDAT HIJ GEEN CONCENTRATIE HEEFT, EN DE VERHALEN SAAI BEGINNEN (alhoewel die van mac begint goed, maar ook te lang) WAT IS DIT NOU VOOR BULLSHIT, ALS JULLIE NOG EEN KEER ZOIETS FLIKKEN, KRIJGEN JULLIE EEN BAN VAN EEN VERDOMME UUR NAAR JE KOP GESLINGERD JA? (En als ik weg ben, dus het uur langer duurt, heb je pech, want het moet handmatig)

[MacKlootzak]

JIJ HOUD WEL VANHANDMATIG HÈ VUILE RUKKENDE SCHURFTIGE HONDEN BEFFER

kusje?



Wel eerst je tanden poetsen met chloor!!! [/b]

[Grayfink]

Maar even alle dolletjes terzijde, als ik die kwantumdraden plutonium aangedreven verwerk in een fluxcondensator en die dan in een DeLorean inbouw, dan zou ik dus eigenlijk terug naar de toekomst kunnen?

[Steven]

Jij wel.

[MacKlootzak]

Maar even alle dolletjes terzijde, als ik die kwantumdraden plutonium aangedreven verwerk in een fluxcondensator en die dan in een DeLorean inbouw, dan zou ik dus eigenlijk terug naar de toekomst kunnen?

Of je draait hem om en dan zou je er pannenkoeken op kunnen bakken terwijl je kaasschaaft van melk koeien wiens moeder nog geisimineerd moet worden zo'n vijftig jaar geleden in de toekomst van gisteren.

Maar dat is nog theorie, praktisch werk ik er nog aan.