Richard Feynman is een grootheid binnen de deeltjesfysicawereld. Maar hij zei ook "I think I can safely say that nobody understands quantum mechanics." Nog steeds zijn mensen het er over eens dat kwantum mechanica ontzettend bizar is, vandaar dat vele mensen Feynman blijven napraten over hoe niemand het begrijpt. Het blijkt echter dat sommige mensen wel flinke stappen maken met de ontwikkeling van de kwantummechanica.Fysicus Felix Flicker is een van die mensen. En hij is een fervent Kung Fu-liefhebber.In de video word een beweging voorgedaan. Die beweging illustreert een kwantumeigenschap die bekend staat als spin. Spin één van de vreemdere, minder gehypete dingen in de wereld van het allerkleinste. Bij de betreffende kwantumeigenschap draait het zoals zo vaak, om deeltjes, deze keer is het spinors, familie van de elektron. Gezien de naam zag je het misschien al aankomen, maar ze roteren. Op een manier die we ons niet kunnen voorstellen.
In de wiskunde kan een ruimte méér dan drie dimensies hebben, en een draaiend deeltje heeft soort van hetzelfde, hoe gek dat ook klinkt. Oké, stel je de aarde even voor als een grote draaiende spinor. Waar je ook bent, binnen de komende 24 uur komt de zon op en gaat de zon weer neer. Elke gebeurtenis neemt een keer plaats, aangezien de non-spinor aarde een keer per 24 uur ronddraait. De spinor-aarde pakt het anders aan, die draait één maal rond zijn as per twee zonsopgangen en zonsondergangen.Raar, maar het komt erop neer dat je een spinor beter kunt zien als een wiskundig object dan een "ding." Om het nog even te benadrukken: hij draait één keer voor elke twee observaties."Stel je even voor dat ik twee elektronen in een vliegtuig heb," schrijft Flicker in Physics World. "Omdat alle elektronen identiek zijn kunnen we onze twee elektronen in wisselende posities zetten zonder dat er iets verandert, toch? Nou, nee toch niet. Elektronen zijn fermionen, dat houdt in dat de gecombineerde golffunctie van de twee elektronen een negatief signaal oppikt als de elektronen van plaats wisselen. Het wisselen maakt ze anti-symmetrisch."Eén paar fermionen in een systeem zouden samen dus in theorie een golffunctie kunnen delen. Alle fermionen zijn dus inwisselbaar, perfecte tweelingen. In dit geval is het draaien van één deeltje (of één kwantumtoestand) eigenlijk alsof je twee deeltjes (of twee deeltjes die één kwantum toestand delen) draait. Gelukkig begint het al logischer te worden, godzijdank!Maar niet té logisch, dat staat kwantum mechanica niet toe. Wiskundige Micheal Atiyah had ook zo zijn mening over Spin Statistics. "Er is niemand die spinors volledig begrijpt. De algebra erachter begrijpen ze formeel gezien, maar de algemene betekenis is een groot mysterieus vraagteken."
Advertentie