27 november 2015

Quantum-Kat in een bakkie

De app ‘Angry Birds’ heeft zijn beste tijd alweer gehad. Op zoek naar nieuw vermaak? En wil je er ook nog iets van leren? Probeer ‘Quantum Cats’: katten vliegen door de lucht in superpositie en verstrengeling. Projecteer je kat om de meeste schade aan te richten!

Natuurkundige katten Ik ken tenminste drie natuurkundigen met een kat vernoemd naar de Erwin Schrödinger. In 1935 publiceerde hij een gedachten-experiment tegen de bizarre wetten van de quantummechanica, wetten die uit zijn eigen berekeningen volgden. Inmiddels is Schrödinger’s cat een begrip onder natuurkundigen, en misschien heb jij er zelf ook weleens van gehoord?

Erwin schr c3 b6dinger  281933 29
Erwin Schrödinger.
Wikimedia Commons

Kat in bakkie In zijn gedachtenexperiment stopte Erwin Schrödinger een kat in een doos, samen met een radioactief atoom, een detector en een flesje gif. Een radioactief atoom is onstabiel: het heeft een bepaalde kans om te vervallen naar een andere toestand. Wanneer het atoom vervalt, wordt dit gedetecteerd en het flesje gif kapot geslagen: de arme kat gaat dood. Na een bepaalde tijd is de kans dat het atoom is vervallen 50%, even groot als de kans dat het niet zo is: de kat heeft dus ook 50% kans om dood te zijn.

Wanted: Dead ánd alive De toestand van de kat kun je beschrijven als een superpositie van dood én levend. Pas wanneer je de doos openmaakt, en de kat bekijkt, wordt de toestand gemeten, ofwel geprojecteerd. De kat is dan 100% dood óf levend. Maar als je honderd keer dezelfde doos, met dezelfde kat en hetzelfde atoom zou maken, zou je 50 dode, en 50 levende katten vinden.

Meetprobleem Schrödinger vond dit maar raar; hoewel je het zelf nog niet weet is die kat al lang dood óf levend. Het idee dat pas bij het meten van de kat – het openmaken van de doos- de toestand van de kat wordt geprojecteerd, noem je de Kopenhagen interpretatie van de quantummechanica. Volgens sommige natuurkundigen krijgt de meting in deze interpretatie veel te veel nadruk: het is helemaal niet duidelijk wanneer de kat wordt ‘geprojecteerd’ in zijn toestand. Het meetprobleem is een favoriet discussie-onderwerp onder quantumfysici.

Quantum op je mobiel Vind jij superposities, verstrengeling en quantum-tunneling raar maar fascinerend? En ben je uitgekeken op Angry Birds? Probeer eens Quantum Cats, ik ben heel benieuwd of dit bijdraagt aan het begrip van de quantummechanica!

Winnaar sciencebattle
Snap je nu waarom ik deze trui graag draag?
Julia Cramer, via CC 0

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.