Welkom in de wereld op zijn kop Deel 3 Quantumfysica Welkom in de wereld op zijn kop Deel 3

Quantumfysica Wat is de invloed van een waarnemer? Wat betekent deze theorie voor concepten als waarheid en werkelijkheid?

Atoommodel In elektronen overgangen bleek meer detail te zitten dat gedacht: verschillende ‘subschillen’

Uitsluitingsprincipe Atoommodel Pauli (1900 –1958) beschreef de elektronenbanen met vier verschillende quantumgetallen (impuls, vorm vd baan, oriëntatie en vierde, onbekende eigenschap) In een atoom moet voor elk elektron tenminste 1 getal niet gelijk zijn aan de getallen van een ander elektron: Uitsluitingsprincipe

Atoommodel Kronig (1904 – 1995) stelde dat het vierde getal een magnetische eigenschap kon zijn, verbonden met draaing van geladen deeltje: ‘Spin’ Pauli was er sterk op tegen, Een jaar later door Uhlenbeck (1900-1988) en Goudsmit (1902- 1978) wel gebubliceerd.

Spin Wat is spin? Bleek niet op ‘normale wijze’ te meten... Voorstelling doet afbreuk aan werkelijkheid. Wel ontdekt: elektronen kunnen in allebei de spintoestanden tegelijk zijn: superpositie. Wordt pas opgeheven na meting.

Waarnemer Vorige les gezien: waarnemer legt de resultaten van experiment vast (dubbelspleetexperiment met kijken) Superpositie van toestanden zolang er niet gemeten is, vaste toestand na meten (Kopenhaagse interpretatie) Schrödinger verfoeide dit en bedacht een ‘Gedankenexperiment’’

Schrödingers kat

Waarnemer en waarheid Systemen kunnen meerder toestanden in zich hebben Een toestand wordt pas definitief als er een waarneming is geweest. Een voorspelling over een systeem heeft alleen zin als er een meting kan volgen Dus bij je voorspelling moet je rekening houden met hoe je gaat meten

Waarnemer en waarheid Heisenberg bracht dit duidelijk onder woorden met gedachtenexperiment: Stel je wilt de precieze plaats van een elektron bepalen Daar moet je een meetmethode bij bedenken: een microscoop De microscoop gebruikt gammastraling.

Waarnemer en waarheid De foutmarge in de plaatsbepaling noem je Δx. Fotonen en elektronen kunnen botsen (Comptoneffect): De foutmarge in de snelheidsbepaling noem je Δp Heisenberg leidde de onzekerheidsrelatie af:

Conclusies Quantumtheorie is de theorie over licht, kleine deeltjes en hun interactie Quantumtheorie voorspelt de uitkomst van metingen Zonder meting is de toestand van een quantumsysteem nog niet bepaald Waarnemer legt de toestand vast Zonder waarnemer kun je niet over een toestand spreken

Discussie Je kunt niet meer spreken over ‘de werkelijkheid’, want de toestand wordt bepaald door de waarnemer. Wat je niet waarneemt is er ook niet…. Dit ervaren wij in ons dagelijks leven helemaal niet zo. Quantumwereld is fundamenteel anders dan ‘onze’ wereld.

Conclusies Toch is onze wereld opgebouwd uit quantumdeeltjes, Bestaat ons universum alleen omdat wij het waarnemen? Zijn er andere universa mogelijk waar andere keuzes zijn gemaakt?