Amsterdam (NL) – Natuurkundigen hebben een systeem gecreëerd in het overgangsgebied tussen klassieke- en kwantummechanica.
In de natuurkunde zijn de verschillen tussen groot en klein enorm. De kwantummechanica beschrijft de microwereld met elementaire deeltjes die zich als golven en als deeltjes gedragen. De klassieke mechanica beschrijft op haat beurt de macrowereld waarin alles is zoals het lijkt. Onderzoekers van de het LaserCentrum van de Vrije Universiteit in Amsterdam hebben een systeem gecreëerd in het overgangsgebied tussen de op het eerste gezicht onverenigbare theorieën
Een waterstofatoom bestaat uit een positieve kern en een negatief geladen elektron. Volgens de kwantummechanica kan het elektron in oneindig veel banen (ook wel energieniveaus genoemd) om de kern cirkelen. De kleinst mogelijke baan heeft kwantumgetal 1 en hoe groter de baan, hoe groter dit getal. In de klassieke mechanica komen we vergelijkbare systemen tegen: de aarde draait bijvoorbeeld om de zon. De aarde heeft een kwantumgetal van 1074, maar op deze schaal zijn kwantummechanische eigenschappen niet meer waarneembaar.
Deeltjesfysicus Dylan van Arneman: ‘Ik ben op zoek naar iets wat misschien niet bestaat’
Dylan van Arneman verruilt een paar keer per jaar zijn werkkamer op het Science Park in de Watergraafsmeer voor de ondergrond ...
Aan het begin van de vorige eeuw bedacht de Deen Niels Bohr – een van de grondleggers van de kwantummechanica – dat grote kwantumgetallen corresponderen met de klassieke mechanica. Hij noemde dit het correspondentieprincipe.
In Amsterdam vervingen natuurkundigen het elektron in een waterstofatoom door een H–-ion. Het deeltje komt in een baan met kwantumgetal duizend tot vierduizend terecht. Tegelijkertijd tolt het ion om zijn as op een manier die zowel in de klassieke- als de kwantummechanica begrepen wordt. Metingen aan dit tollen bevestigde het vermoeden dat het systeem zowel klassieke als kwantummechanische informatie bevat.
Marijn Sandke
