Teleportatie en diamanten

Hoe worden diamanten gebruikt om deeltjes en elektronen te dresseren? Nano-onderzoeker Ronald Hanson legt 't uit. Sommige aannames over hoe de natuur werkt zijn zo vanzelfsprekend dat je er nooit vraagtekens bij zal zetten. Zoals dat onze de fiets in de schuur staat ongeacht of we ernaar kijken of niet. Of dat iets wat in Den Haag gebeurt niet direct beïnvloed wordt door iets wat op hetzelfde moment op de planeet Jupiter aan de gang is. Toch blijken deze aannames (die samen bekend staan als locaal realisme) fout te zijn. Deze vreemde constatering biedt naast hersengekraak ook nieuwe mogelijkheden: zo onderzoeken wij of we er elektronen in diamant mee kunnen teleporteren. De theorie van de quantummechanica werd in de 20e eeuw ontwikkeld om het gedrag van deeltjes op microscopische schaal te beschrijven. Hoewel het succes van de theorie onomstreden was, leidde de interpretatie van de quantummechanica tot grote botsingen tussen de grote geesten van die tijd.  Einstein deed de ene poging na de andere om aan te tonen dat de theorie niet compleet was, en daarbij stuitte hij op interessante paradoxen. In een artikel uit 1935 (samen met Podolsky en Rosen) probeerde hij aan te tonen dat quantummechanica niet het hele verhaal kon zijn, omdat het onder bepaalde omstandigheden leidde tot een verstrengeling van deeltjes: de toestand van deeltje A kon niet meer beschreven worden zonder de toestand van deeltje B erbij te betrekken, ongeacht de afstand tussen de deeltjes. Dat moest wel onzin zijn, aangezien niets sneller kan reizen dan het licht, dat had Einstein tenslotte zelf met zijn relativiteitstheorie bewezen.

Door: Foto: copyright ok. Gecheckt 11-03-2022
Foto: copyright ok. Gecheckt 04-10-2022

Tijd in machten van tien

Alle vaste objecten veranderen ooit in ronde druppels. De kwantum-mechanica schrijft voor dat alle atomen en moleculen in een stof, zelfs bij zeer lage temperaturen, een restant energie houden, de zogenoemde nulpuntsenergie. Als je maar lang genoeg wacht, verwisselen de atomen van een stof van plaats. Als je dit proces versnelt afspeelt, lijkt het alsof materie smelt. De materie zou eerst in bolvormige druppels veranderen en dan verdampen. Waarschijnlijk is dit proces fictief. En ook al vindt het wel plaats, het is niet relevant, behalve als je zo’n 1065 jaar wilt wachten. Dit soort tijdschalen zijn onvoorstelbaar en daarom zo amusant om over te lezen.

In Tijd in Machten van Tien gaan natuurkundigen Gerard ’t Hooft en Stefan Vandoren op zoek naar verschijnselen die aan een specifieke tijdspanne zijn gebonden. Het klopt als de titel bekend klinkt. De schrijvers kopieëren het format van The Power of Ten, gebaseerd op Kees Boeke’s Wij in het Heelal, een Heelal in ons. Hierbij wordt een reis door de ruimte (als in, letterlijk driedimensionale ruimte) gemaakt van klein naar groot en andersom, van het menselijk lichaam tot aan het alomvattende heelal en weer terug naar protonen, neutronen en quarks (zie video onder).

Foto: Sargasso achtergrond wereldbol

Deeltjesfysica in het Hoenderdossiaans

Wat mij dan opvalt, als ik de stukken lees over CERN, het Higgsdeeltje, en het standaardmodel van de theoretische natuurkunde; is dat het menselijke denken over het universum in pakweg 2500 jaar niet wezenlijk is veranderd.

(cc) WikipediaLaat mij beginnen met, in mijn eigen lekenwoorden, uitschrijven wat men in CERN probeert te doen. Voor zover ik het allemaal heb begrepen, en ik kan er natuurlijk naast zitten, want ik ben geen natuurkundige, is dat een zekere Peter Higgs ooit heeft bedacht dat er een deeltje moet zijn, dat andere deeltjes massa geeft. In het Hoenderdossiaans: U en ik zijn gemaakt van moleculen, die gemaakt zijn van atomen, die gemaakt zijn van electronen, protonen en neutronen, die gemaakt zijn van quarks die op hun beurt niet meer ergens van gemaakt zijn, want quarks zijn zogenaamde ‘elementaire deeltjes’. Samen met zogenaamde leptonen en ‘gauge bosons’ vormen zij de legosteentjes waar alles andere legosteentjes van gemaakt zijn.

Er is een hele familie van deze elementaire deeltjes waargenomen, en allemaal hebben ze nét even iets andere eigenschappen en kenmerken. Het gaat een beetje ver om het hele standaardmodel uit te leggen, bovendien kan ik dat helemaal niet. Wat ik ervan heb begrepen is in elk geval dat deeltjes met een ‘hele spin’ (of beter gezegd: een integer spin) bosons worden genoemd, en deeltjes met een halve spin Quarks of Leptonen. Die laatste twee (de deeltjes met een halve spin) worden met materie – u, ik, een bak spaghetti, bomen, het strand enzovoorts – in verband gebracht, en de bosons gaan over ‘krachten’. Denk aan zwaartekracht, electromagnetisme enzovoorts.

Lezen: Bedrieglijk echt, door Jona Lendering

Bedrieglijk echt gaat over papyrologie en dan vooral over de wedloop tussen wetenschappers en vervalsers. De aanleiding tot het schrijven van het boekje is het Evangelie van de Vrouw van Jezus, dat opdook in het najaar van 2012 en waarvan al na drie weken vaststond dat het een vervalsing was. Ik heb toen aangegeven dat het vreemd was dat de onderzoekster, toen eenmaal duidelijk was dat deze tekst met geen mogelijkheid antiek kon zijn, beweerde dat het lab uitsluitsel kon geven.

Lezen: Mohammed, door Marcel Hulspas

Wie was Mohammed? Wat dreef hem? In deze vlot geschreven biografie beschrijft Marcel Hulspas de carrière van de de Profeet Mohammed. Hoe hij uitgroeide van een eenvoudige lokale ‘waarschuwer’ die de Mekkanen opriep om terug te keren tot het ware geloof, tot een man die zichzelf beschouwde als de nieuwste door God gezonden profeet, vergelijkbaar met Mozes, Jesaja en Jezus.

Mohammed moest Mekka verlaten maar slaagde erin een machtige stammencoalitie bijeen te brengen die, geïnspireerd door het geloof in de ene God (en zijn Profeet) westelijk Arabië veroverde. En na zijn dood stroomden de Arabische legers oost- en noordwaarts, en schiepen een nieuw wereldrijk.

Lezen: De wereld vóór God, door Kees Alders

De wereld vóór God – Filosofie van de oudheid, geschreven door Kees Alders, op Sargasso beter bekend als Klokwerk, biedt een levendig en compleet overzicht van de filosofie van de oudheid, de filosofen van vóór het christendom. Geschikt voor de reeds gevorderde filosoof, maar ook zeker voor de ‘absolute beginner’.

In deze levendige en buitengewoon toegankelijke introductie in de filosofie ligt de nadruk op Griekse en Romeinse denkers. Bekende filosofen als Plato en Cicero passeren de revue, maar ook meer onbekende namen als Aristippos en Carneades komen uitgebreid aan bod.