Kwantumfysica
Onderwerp
De kwantumtheorie hoort samen met de relativiteitstheorie bij de wonderlijkste producten van de moderne natuurkunde. Niet omdat ze onwetenschappelijk of onprecies zou zijn, maar omdat ze op heel wat punten indruist tegen het gezond verstand. Of wat vind jij van elektronen die op twee plaatsen tegelijk zijn of vloeistoffen die naar boven stromen? Desondanks is de kwantumtheorie zeer vruchtbaar gebleken en heeft het begrip van de kwantumwereld bijgedragen aan een waaier van toepassingen, van kernenergie tot communicatietechnologie.
KWANTEN
De kwantumtheorie, die het gedrag van het allerkleinste (atomen, elektronen, lichtdeeltjes) beschrijft, vindt zijn oorsprong aan het begin van de twintigste eeuw, toen o.m. Max Planck en Albert Einstein met de eerste aanwijzingen kwamen dat energie altijd in de vorm van vaste ondeelbare pakketjes, zogenaamde kwanten, voorkomt. Rond diezelfde tijd werd duidelijk dat licht niet zomaar als een golf gezien kon worden, maar ook niet als een stroom deeltjes. Het bleek iets tussen de twee te zijn, of misschien wel allebei tegelijk.
BIZAR
De implicaties en voorspellingen van de kwantumfysica waren zelfs voor natuurkundigen moeilijk te aanvaarden. “God dobbelt niet”, zei Einstein, geconfronteerd met de aanwijzingen dat in de wereld van het kleinste toeval een belangrijke rol speelt en niets volledig voorspelbaar is. Ook nu nog zoeken sommige wetenschappers naar een manier om het toeval buiten spel te zetten, maar voorlopig lijkt het er op dat er wèl gedobbeld wordt in ons heelal.
In dit wetenschapscafé proberen we een tipje van de kwantumsluier op te lichten. Verwacht echter geen ingewikkelde formules of uitvoerige uiteenzettingen; we houden het eenvoudig. Tenslotte zei de beroemde natuurkundige Richard Feynman jaren geleden al dat geen enkel mens de theorie volledig kon vatten, en we hebben geen ambitie het tegendeel te bewijzen. Gelukkig kunnen we wel gefascineerd zijn over hoe de wereld van het allerkleinste in elkaar steekt, en wat dat voor ons als gevolgen heeft. Welkom in het wetenschapscafé!
ENKELE VRAGEN
- Hoe kan licht tegelijk een golf en een deeltje zijn?
- Bestaat toeval?
- Waarom zijn atomen stabiel?
- Wat betekent dat allemaal voor ons?
- Wat was er aan de hand met Schrödingers kat?
- Kan je de werkelijkheid veranderen door ernaar te kijken?
- Hoe werken kwantumcomputers?
Gasten
Naast een vlijtig schenkende cafébaas, een groepje oververmoeide organisatoren en een talrijk opgekomen publiek zullen ook aanwezig zijn:
 | FysicusProf. dr. Dirk RyckboschProf. Ryckbosch is vakgroepvoorzitter van de vakgroep Subatomaire en stralingsfysica aan de Universiteit Gent en expert in de elementaire deeltjesfysica. Hij communiceert graag met een breed publiek over wetenschappen en hun relatie met de maatschappij. Zo zetelde hij een tijd geleden nog in de Commissie ter bevordering, bevraging en bewaking van de relatie tussen kunst en wetenschap, een project van Vooruit, en gaf hij vorig najaar een interessant interview in Schamper over de LHC in het CERN. Hij doet de natuurkundige kant van de kwantumtheorie voor ons uit de doeken. |
 | Wetenschapsfilosoof en -historicusdr. Maarten Van DyckMaarten Van Dyck is als postdoctoraal onderzoeker verbonden aan de vakgroep Wijsbegeerte en moraalwetenschap van de Universiteit Gent, en is lid van zowel het Centrum voor Wetenschapsgeschiedenis als het Centrum voor Logica en Wetenschapsfilosofie. Hij heeft o.m. onderzoek gedaan naar gedachtenexperimenten, en hun rol in de ontwikkeling van de kwantumfysica. |
 | Knack-journalist & moderatorJoël De CeulaerJoël de Ceulaer is redacteur van het tijdschrift Knack. In 2004 maakte hij de succesvolle tv-serie "Grote Vragen" voor Canvas, waarvan in 2005 het gelijknamige boek verscheen. Vanuit zijn brede interesse schreef hij tientallen stukken over wetenschap, religie en filosofie. Joël is een ervaren moderator, en een grote supporter van het concept wetenschapscafé." |
Praktisch
Extra
LINKS & BOEKEN
- Kwantummechanica op de Nederlandse en Engelse wikipedia, in het Engels met een resem interessante links
- Enkele videolezingen voor een breder publiek door Hans Bethe
- Vakgroep subatomaire en stralingsfysica Universiteit Gent
- Wie de kwantumfysica dieper wil bestuderen kan de video's van Free Science and Video Lectures online bekijken.
- Meer over elementaire deeltjes vind je op particleadventure.org, een project van verschillende gerenommeerde universiteiten. Er is ook een Nederlandstalige versie.
- Skepp over de opvoering van kwantummechanica in allerlei spirituele contexten: Kwantummechanica, een poort naar het paranormale of een alibi voor onzin?
- Anton Zeilinger. Toeval! Hoe de kwantumfysica ons wereldbeeld verandert. (knap verhalend boek, niet te moeilijk, niet te makkelijk)
- George Gamov. Meneer Tompkins en het kloppend heelal. (een klassieker met een afwisseling van droge uiteenzettingen maar vooral ook heel plastische beeldspraak; behandelt ook andere aspecten van de moderne natuurkunde)
- J.P. McEvoy en Oscar Zarate. Quantummechanica voor beginners. (de kwantumfysica uitgelegd in woord en - vooral - beeld; Veel aandacht voor de geschiedenis van de theorie. Niet makkelijk)
- Marcus Chown. Quantum theory cannot hurt you. (zeer knappe, logisch opgebouwde introductie op een beperkt aantal pagina's. tweede deel van het boek handelt over de relativiteitstheorie)
- Tony Hey and Patrick Walters. The New Quantum Universe. (goed, toegankelijk en mooi geïllustreerd, met aandacht voor toepassingen)
De pseudowetenschappelijke film "what the bleep do we know?", is meer dan één brug te ver in de interpretatie van de quantumtheorie, maar heeft wel een paar knappe animaties waarin dr. quantum enkele van de belangrijkste principes uitlegt.
Terugblik
Moderator Joël De Ceulaer start het café met volgende uitspraak: ‘Wie beweert dat hij de kwantumfysica begrijpt, heeft er niets van begrepen.’ Fysicus Dirk Ryckbosch nuanceert deze uitspraak: ‘Naarmate je je meer verdiept in kwantumfysica, raak je er steeds meer aan gewoon. Maar het is natuurlijk wel zo dat veel van de voorspellingen contra-intuïtief zijn en dat de kwantumtheorie op mathematisch vlak een vrij moeilijke theorie is. ’
Ik ben dus gewaarschuwd en zet mij schrap. De kwantumtheorie blijkt enorm fascinerend te zijn. Ik kom ondermeer te weten dat er zich in de kwantumwereld deeltjes bevinden die zich tegelijkertijd in verschillende toestanden bevinden. Op het moment dat er gemeten wordt, stort het deeltje zich in één van die toestanden. Deeltjes gedragen zich dus anders als ze geobserveerd worden, doordat er een wisselwerking optreedt met de observator. Volgens een bepaald verklaringsmodel is het menselijk bewustzijn de factor die de meting beïnvloedt. Een ander verklaringsmodel stelt dan weer dat er geen sprake is van instorting. Als er gemeten wordt splitst het deeltje zich af in verschillende werelden.
De sprekers vullen elkaar bijzonder goed aan. Terwijl fysicus Dirk Ryckbosch ingaat op zaken als de deeltjesversneller in Genève en de kwantumcomputer, vertelt wetenschapsfilosoof Maarten Van Dyck ons meer over de rol en de betekenis van termen als ‘determinisme’ en ‘vrije wil’. Bovendien zijn het echte rasvertellers. Het publiek – dat voor 80% uit mannen bestaat - hangt aan hun lippen, niemand lijkt een woord te willen missen. Bekijk hier de foto’s.
Waarom het publiek voor zo’n groot percentage uit mannen bestaat, is voer voor het volgende Wetenschapscafé Gent op 3 maart 2009, over meisjes en wetenschap.