Alledaagse rare deeltjes

De auteur ontmoet beide natuurkundigen virtueel in brasserie Métropole in Brussel, „een spiegelpaleis uit de Franse Renaissance.” De inzet van het gesprek is het al of niet bestaan van het kwantum. Ook in het voorjaar van 1927 hadden ze hier de degens over gekruist.

Subatomaire deeltjes hebben de neiging zich soms raadselachtig te gedragen. Een elektron kan bijvoorbeeld op twee plaatsen tegelijk zijn; fotonen –lichtdeeltjes– kunnen elkaar blijven ‘voelen’, al zijn ze ver van elkaar verwijderd.

Moeten fysici dit vreemde ge- drag van de deeltjes gewoon accepteren als gegeven, zoals Bohr wil? Of moeten ze er eerst een sluitend wiskundig bewijs voor vinden, het begrijpen voor ze erin geloven, zoals Einstein stelt?

De kwantumtheorie laat zich slecht vangen in woorden, vandaar dat Van Calmthout voortdurend bezig is met vergelijkingen, zoals het werpen van een dobbelsteen. Kwantumfysici accepteren de uitkomst van de worp, zonder zich te bekommeren over hoe die dobbelsteen werkt. Maar daarmee kan Einstein niet uit de voeten. Hij wil weten waarom de dobbelsteen valt zoals hij valt. De werkelijkheid kan geen toeval zijn: „God dobbelt niet.” De geschiedenis stelt Einstein ten slotte in het ongelijk.

Eigenlijk is het probleem van de kwantumfysica een meetprobleem. De fysicus Erwin Schrödinger vergelijkt het met een kat in een doos waarvan onbekend is of deze levend is of dood of in superpositie: zowel dood als levend. Om dit te weten, moet er worden gemeten: de doos moet open. Maar verstoort de onderzoeker daarmee niet de kwantumtoestand in de doos? Is de kat niet van schrik doodgegaan toen de doos openging? Heeft de onderzoeker dan niet zelf de kwantumtoestand bepaald?

Het verband tussen twee kwantumdeeltjes is hoogst merkwaardig. „Alsof je de ene helft van een tweeling willekeurige vragen stelt, de antwoorden noteert, de ander ook interviewt, en dan ontdekt dat ze op alle vragen exact de tegengestelde antwoorden hebben gegeven. Het spookt echt, als het erop aankomt.”

Toch is volgens de auteur de kwantumtheorie niet helemaal zo vreemd als ze lijkt. „Vreemd is het quantum zeker, ja, maar het is ook weer geen magie. Het is eerder het mooiste wat de natuurkunde ooit heeft ontdekt.”

Met veel kennis van zaken beschrijft hij hoe de fysici ten slotte de kwantumtheorie hebben geaccepteerd. „Als er iets vreemd is, is het wel de alledaagse klassieke wereld. Waarom die zo voorspelbaar is, dat is het echte raadsel.”

Hoewel het een probleem blijft om te begrijpen hoe de kwantumfysica werkt, maakt de wetenschap er volop gebruik van. Alle scheikunde heeft er bijvoorbeeld mee te maken, maar ook (super)computers, smartphones, kleuren en zelfs levende dieren en planten.

Door de verhalende vorm komt het boek tamelijk wijdlopig over, maar hierdoor maakt Van Calmthout het lastige onderwerp kwantumfysica wel een stuk toegankelijker voor de geïnteresseerde leek. Evenwel vraagt het een behoorlijke dosis natuurkundige achtergrondkennis om zijn betoog van a tot z te kunnen volgen.

Boekgegevens

Echt Quantum. Hoe de deeltjeswereld steeds alledaagser wordt, Martijn van Calmthout; uitg. Lias, Hilversum, 2015; ISBN 978 9088 030 62 8; 176 blz.; € 18,95.

Deze tekst is geautomatiseerd gemaakt en kan nog fouten bevatten. Digibron werkt voortdurend aan correctie. Klik voor het origineel door naar de pdf. Voor opmerkingen, vragen, informatie: contact.

Op Digibron -en alle daarin opgenomen content- is het databankrecht van toepassing. Gebruiksvoorwaarden. Data protection law applies to Digibron and the content of this database. Terms of use.

Printen