Kvantum
Ljus är både partiklar och vågor. Detta udda fenomen gör gav den äldre tidens forskare rejält med huvudbry. Men de kunde förståss inte få det förklarat av Anders Sandberg.
Radio Unga Forskare Stockholm - Vetenskap - Sveriges första podcast!
Du lyssnar på: Kvantum
Notering: vi håller på att bygga upp funktionen. Så allt är ännu inte klart. Bättre navigation och transkription är på väg.
Vi lade ut våra första episoder 1997, innan det ens fanns något som hette podcast. Sedan dess har vi lagt ut över 400 föredrag och diskussioner. 2004 sände vi vår sista avsnitt över 88,9 MHz i Stockholm. Sedan dess har podden legat i träda. Men nu är den tillbaka som arkiv.
Transkription38 repliker · 3:41
Transkriptionen är automatiskt genererad och kan innehålla fel.
Klicka på en replik för att höra den.
Kvantum. Man hör ibland att elektroner är både vågor och partiklar. Hur är det egentligen?
En gång i tiden så trodde Newton att ljus bestod av partiklar som han kallade fotoner.
De rör sig rätlinjigt och bryts i olika material och uppförs allmänt efter mekanikens regler.
Den här teorin fick en del stöd men också en del motargument under 1800-talet.
Man började göra experiment där man upptäckte att det skedde diffraktion.
Att ljus kunde brytas på olika sätt som inte kunde förklaras av partiklar.
Man kunde observera interferens. Det är det fenomen som inträffar när man kastar två stenar i vattnet och vågorna från nedslagen överlappar.
Här och var förstärker de varandra till större vågor. Här och var tar en vågdal av en vågtopp och sammanfaller och vattnet förblir lugnt.
Man kan göra exakt samma sak med ljus och det här var ett oerhört starkt stöd för vågteorin.
Dessutom passade detta naturligtvis ihop med elektromagnetismen som hade utvecklats vid den här tiden.
Vilken sa att ljus var elektromagnetiska vågor.
Man trodde att allting var frid och fröjd ända tills man upptäckte andra fenomen som den fotoelektiska effekten som verkade inte kunna förklaras med vågteorin utan istället med partiklar.
Inom den fotoelektiska effekten så gör ljus som träffar en metallyta att det frigörs elektroner.
Det här är väldigt svårt att förklara med elektromagnetiska vågor men går ganska bra att förklara om det vore partiklar som kommer i diskreta små paket.
Einstein förklarade det här tillsammans med de andra utarbetarna av tidiga kvantmekaniken med att fotoner egentligen både är vågor och partiklar.
Eller snarast någonting som har både våg- och partikelegenskaper.
Man ska inte blanda ihop det här med en sorts blandning av vågor och partiklar utan snarare ser det som en helt ny typ av företeelse i universum.
Ett kvantum.
Kvantum har både våg- och partikelegenskaper.
De kan kollidera med varandra men också gå igenom varandra om de är av olika typ.
De kan interferera precis som vågor.
Men beroende på vad man mäter så kan man observera både partikelegenskaper och vågegenskaper.
Det här låter naturligtvis helt befängt.
Hur tusan kan någonting uppförs på det sättet?
Men måste tänka på att det sunda förnuft vi har lärt oss är bara tillämpart i det vardagslivet vi har.
Den värld vi ser omkring oss.
Normalt ser man varken våg- eller partikelegenskaper hos ljuset och behöver därför inte bry sig om det.
Det är först när man går ner på små skalor eller höga energier man börjar upptäcka hur märkligt det egentligen är.
Till exempel baseras mycket av den elektronik vi använder idag på kvantumens märkliga egenskaper.
Man utnyttjar att neutroner som ofta ses som partiklar också kan fungera som vågor i vissa former av spektroskopi där man undersöker kristall av olika proteiner.
Man har till och med kunnat skapa kvantpunkter.
Små gruppar där man låter en elektron röra sig som man sedan skannat av med känsla instrument.
Då får man se att gruppen uppför sig som om det var en plaskdamm med vågor på ytan.
Den här vågen är en elektronvåg. Elektronerna har spridit ut sig över kvantpunkten.
Kort sagt, det här är en vältestad teori. Det är inte något som är gripet ur luften.
Trots det har naturligtvis många grubbrat väldigt mycket av vad det är egentligen kvantmekaniken säger.
Många olika märkliga tolkningar har gjorts.
Men slutsatsen behöver vara den att världen behöver inte se ut som vi vill. Världen ser ut som den själv vill.
För att ladda ner föredragen till din dator istället för att bara lyssna på dem, högerklickar du på länken “Ladda ner föredraget” och väljer “Spara som” eller motsvarande för din webbläsare.