De dualiteit van golf en deeltje

Thursday 11 January 2007 18:59 | louise | 4892 keer bekeken | 1 reactie | 1 x aanbevolen

De kwantummechanica valt onder een indeterministisch noemer te plaatsen. Een van de vormen waarin het indeterminisme van de kwantummechanica zich uitdrukt is de dualiteit van golf en deeltje. De bekendste manier waarop deze dualiteit kan worden weergegeven is de onzekerheidsrelatie van Heisenberg een van de eerste pioniers van de kwantumfysica.

Die luidt in formuletaal: Dx Dp /2

Hierin is de Dx de nauwkeurigheid waarmee de plaats van een deeltje bepaald is, een Dp de nauwkeurigheid waarmee de impuls van hetzelfde deeltje bepaald is. Het egt dat hoezeer je ook je best doet, je geen precieze meting kunt krijgen van zowel de snelheid als de positie. Hoe meer je op het ene richten, hoe onzekerder de meting van de andere wordt.


Het product van deze twee onnauwkeurigheden of onzekerheden in het bepalen van plaats en impuls heeft een minimale waarde. Vergroting van de ene nauwkeurigheid moet gepaard gaan met een verkleining van de andere. deze twee onnauwkeurigheden staan voor twee beelden van deeltje en golf.
De plaats is een typische deeltjeseigenschap; een deeltje heeft op elk tijdstip een welbepaalde plaats , terwijl een golf zich over een groot deel van de ruimte uitstrekt. deze impuls is een golf eigenschap omdat de kenmerk van een golf zijn golflengte is.
De onzekerheidsrelatie van Heisenberg drukt uit dat naarmate we een kwantumsysteem als deeltje laten manifesteren, de golfeigenschappen ervan onduidelijker worden, en omgekeerd.


Dat op het atomaire niveau het golf en deeltjeskarakter van de materie zeer dicht bij elkaar liggen wordt treffend gedemonstreerd door het twee-spletenexperiment (The Double Slit Experiment) met elektronen. De consequenties die de onzekerheidsrelatie van Heisenberg met zich mee brengt, zijn niet alleen ingrijpend voor de fysica maar ook voor de filosofie.
De klassieke fysica was deterministisch en reductionistisch; ze was gebaseerd op de veronderstelling dat alleen door de afzonderlijke delen te kennen, uiteindelijk het geheel kon worden gekend. De nieuwe fysica is meer indeterministisch  en holistisch; ze schets een beeld van het universum als een samenhangend geheel.
Dezelfde verschuiving zien we ook in de filosofie met als belangrijkste factor dat de kwantumfysica het scherpe cartesiaanse onderscheid tussen subject -object, de waarnemer en het waargenomen,heeft opgeheven.

 Wie de filmdocumentatie Down The Rabbit Hole, vervolg op “What the Bleep do we Know”heeft onderstaand experiment mogen zien:



In het elektronenkanon worden elektronen geprojecteerd met grote snelheid in de richting van een scherm met twee spleten. De elektronen die het scherm passeren en treffen de plaat met fotografische emulsie, waar ze elk de zwarting van een lichtgevoelige korrel veroorzaken. Bij het verlaten van het kanon en bij het treffen van de plaat, gedragen de elektronen zich als deeltjes; ze zijn op een plek in een bepaald moment en kunnen geteld worden. Bij het verlaten van het scherm met de 2 spleten, gedragen ze zich als een golf ; het totaal aan inslagen op de fotografische plaat vertoond het patroon van afwisseling van lichte en donkere strepen; elk elektron gedraagt zich bij het scherm als een golf.

Om het samen te vatten: We hebben met elektronen geschoten, kleine materiedeeltjes maar op de plaat krijgen we golf patronen te zien...HOE KAN DAT?
Hoe kunnen materiedeeltjes een interferentiepatroon veroorzaken? Dat is niet logisch te verklaren. Ze dachten; misschien stuiteren de balletjes tegen elkaar waardoor het patroon ontstaat. Ze besloten dus de elektronen een voor een af te schieten en dachten; Nu kunnen ze niet meer tegen elkaar stuiteren, maar na een uur zien ze  weer een interferentiepatroon ontstaan. De conclusie is onontkoombaar:Eén elektron vertrekt als deeltje, verandert in golf van mogelijkheden, gaat door beide spleten en komt in botsing met zichzelf....en raakt de wand als een deeltje. Maar wiskundig is het nog vreemder; het gaat door beide spleten en door GEEN SPLEET!
Hij gaat door de een of door de ander. Al die mogelijkheden bestaan naast elkaar!

De kwamtumwereld is mysterieuzer dan ze dachten want toen de wetenschappers keken, ging de elektron zich weer gedragen als een knikker en ontstond een patroon van twee strepen en geen interferentiepatroon, het ging dus slechts door een spleet en niet door beide, alsof de elektron wist dat hij bekeken werd. Zo ontstond de vraag van "Wat is de materie, knikkers of golven" en golven van wat? en wat moet er de waarnemer hiermee?
De waarnemer beïnvloedde het experiment door alleen maar te kijken!

De makers van “What the Bleep do we Know” willen dmv het twee-spletenexperiment, het bewijs leveren dat wij als waarnemers de werkelijkheid veranderen en beïnvloeden alleen maar door het simpele feit dat we kijken.

Alle tegenwerpingen van de natuurwetenschappers ten spijt, moet ik zeggen dat deze argumenten me erg overtuigend overkomen!

Overstappend van de subatomaire schaal naar de menselijke schaal: wat is waarneming? voor ons mensen is de toegangspoort tot gewaarwording. Jouw gewaarwording. Maar pas op "het is niet wat het lijkt"!

Zoals Amit Gosswami opmerkt:


Elke waarneming kan als een kwamtummeting worden gezien, want een kwamtummeting roept in de hersenen herinneringen op. Deze herinneringen worden geactiveerd iedere keer dat we een reeds bekende prikkels ontvangen en ervaren. Een bekende prikkel zal altijd, niet alleen de oorspronkelijke indruk maar ook de herhaalde indrukken uit het geheugen activeren....We nemen altijd iets waar nadat het in de spiegel van het geheugen weerkaats. Het is juist deze weerkaatsing in de spiegel van het geheugen die ons een ik-besef verleent, van wie ik ben , namelijk een patroon van gewoonten en herinneringen, een patroon uit het verleden.
Het meetprobleem is alleen een probleem omdat het zo radicaal het idee ondermint dat we buiten het waargenomen staan. Zelfs een eenvoudig meetapparaat staat in wisselwerking met het meetsysteem en verandert het.




Geest boven materie
Alles wat we zijn is het resultaat van wat we hebben gedacht.
De geest is alles. Wat we denken, dat worden we.

Boeddha




Bron: Down The Rabbit Hole
Externe link: http://www.yayabla.nl

Reacties

    MOOI

    Thursday 11 January 2007 20:57 | Innercircle |

    Ik heb genoten van je artikel Luisa! Thanks.