Vijf vragen over quantumvreemdheid

Delftse wetenschappers hebben met een baanbrekend experiment bewezen dat in de deeltjeswereld andere wetten gelden dan in het alledaagse leven. Vijf vragen over de maffe quantumwerkelijkheid, en waarom we daar zelden iets van merken.

Meetopstelling in het quantumlab van Ronald Hanson aan de TU Delft. Beeld TU Delft.

1. Quantum, wat is dat ook alweer?

De materie bestaat op de allerkleinste schaal uit atomen en andere deeltjes die hun eigen wetten lijken te volgen. Zo kan energie in deze microwereld geen willekeurige hoeveelheid zijn, maar alleen in afgepaste pakketjes voorkomen. Dat zijn de quanta, die van licht bijvoorbeeld niet alleen golven maken, maar tegelijk ook deeltjes.

Delftse fysici bewijzen quantumwazigheid en Einsteins ongelijk

Lees hier het nieuwsbericht van de Volkskrant over het onderzoek.

2. Wat is daar zo vreemd aan?

De wetten van de korrelige microwereld vertellen dat deeltjes niet moeten worden opgevat als minuscule botsende balletjes, maar eerder als een vaag soort golven. De gewone natuurkunde blijkt dan niet meer op te gaan. Deeltjes kunnen op verschillende plekken tegelijk zijn of bijvoorbeeld tegelijk linksom als rechtsom draaien. Nog vreemder is dat sommige kenmerken van deeltjes niet gewoon vastliggen, maar pas bij een meting door het toeval worden bepaald, alsof de waarnemer een greep in de hoge hoed met mogelijkheden doet.

Beeld de Volkskrant

3. Raken natuurkundigen niet van slag door al die toevalligheid?

Ja en nee. Sinds de vorige eeuw is er een quantumtheorie die alle metingen aan de microwereld keurig voorspelt en beschrijft. De meeste fysici zijn daarmee dik tevreden. Maar de fundamentele vaagheid en toevalligheid van de quantumwereld blijven ook knagen. Einstein mopperde dat daarmee idiote spookachtige verbindingen tussen ver uit elkaar gelegen deeltjes zouden kunnen optreden. Hij geloofde niet dat dat kon. In Delft is nu aangetoond dat het wel zo gaat. De quantumwereld is echt zo gek.

4. Waarom merken we doorgaans niks van al die quantumgekte?

We groeien op in een wereld die beheerst lijkt te worden door de klassieke natuurkunde, met stuiterende ballen en vallende appels. In het dagelijkse leven zien we geen individuele atomen en quantumdeeltjes, maar alleen hun collectieve gedrag. Daarbij wordt alle subtiele quantumvreemdheid vermorzeld door de macht van de grote getallen.

Via een gecompliceerd doolhof van spiegels en lenzen kaatst laserlicht van het ene deeltje naar het andere, anderhalve kilometer verderop op de universiteitscampus. Beeld FOM.

5. Wat hebben we dan eigenlijk met die quantumvreemdheid te maken?

Meer dan we denken. De chips in onze gadgets en devices werken allemaal dankzij de vreemde wetten van de quantumwereld. De quantumvaagheid kan zelfs nieuwe vormen van cryptografie en superrekenen mogelijk maken. En als we heel goed kijken speelt quantum zelfs een flinke rol in gras dat zonlicht invangt, of het roodborstje dat het magneetveld van de aarde letterlijk kan zien.

Wetenschapsredacteur Martijn van Calmthout schreef eerder dit jaar het boek Echt Quantum (uitgeverij LIAS) over de vreemde deeltjeswereld, die eigenlijk heel alledaags is. Lees hier zijn verhaal in Sir Edmund.

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2019 de Persgroep Nederland B.V. - alle rechten voorbehouden