Denne bloggposten er skrevet av en blogger som vil forklare litt om kvantemekanikk.
——————————
Kvantemekanikk høres kanskje ut som noe bare professorer forstår. Men ideene bak kan forklares uten en eneste formel – og de er rarere enn mye science fiction.
Kvantemekanikk er reglene for hvordan verden oppfører seg når ting er ekstremt små, mindre enn atomer. Der nede gjelder ikke hverdagens regler. Her er fem av de rareste tingene forskerne har oppdaget.
Vil du ha hele forklaringen, steg for steg og med illustrasjoner, kan du lese artikkelen Hva er kvantemekanikk? på kvantemekanikk.no.
1. Lys kommer i små pakker
I år 1900 foreslo den tyske fysikeren Max Planck at energi ikke flyter jevnt, men kommer i små, faste porsjoner. Han kalte dem kvanter. Fem år senere viste Albert Einstein at også lyset består av slike pakker, som vi i dag kaller fotoner. Det er litt som forskjellen på en rampe og en trapp: i kvanteverdenen kan du bare stå på trinnene.
2. Ting kan være både partikkel og bølge
I det berømte dobbeltspalte-forsøket sender forskere elektroner, ett og ett, mot en vegg med to smale spalter. Hvert elektron lander som en liten prikk, akkurat som en kule. Men etter tusenvis av prikker dukker det opp et stripemønster som bare bølger kan lage. Forskere har sett den samme bølgeoppførselen hos molekyler med opptil rundt 2 000 atomer.
3. Å se på noe forandrer det
Setter forskerne opp en måler for å se hvilken spalte elektronet går gjennom, forsvinner stripemønsteret. Bare det å sjekke ødelegger bølgeoppførselen. Kvantemekanikken kan heller aldri si nøyaktig hvor et elektron vil havne, bare hvor sannsynlig hvert sted er. Einstein likte det dårlig og mente at Gud ikke spiller terning. Forsøkene har likevel gitt kvantemekanikken rett.
4. Sola skinner takket være tunnelering
Inne i sola må protoner smelte sammen for å lage energi. Men de frastøter hverandre så kraftig at de egentlig ikke burde klare det. Løsningen er tunnelering: i kvanteverdenen kan en partikkel av og til dukke opp på andre siden av en hindring den egentlig ikke har energi nok til å komme over. Den samme effekten brukes når minnepinnen din lagrer et bilde.
5. Partikler kan henge sammen over store avstander
To partikler kan kobles slik at de henger sammen, selv når de er langt fra hverandre. Måler du den ene, vet du straks hva du vil finne hos den andre. Einstein kalte det «spøkelsesaktig fjernvirkning». I 2017 viste kinesiske forskere effekten over mer enn 1 200 kilometer ved hjelp av en satellitt, og i 2022 gikk Nobelprisen i fysikk til forskning på dette. Sammenfiltring kan likevel ikke brukes til å sende beskjeder raskere enn lyset.
Du bruker kvantemekanikk hver dag
Alt dette kan virke langt unna hverdagen, men det er det ikke. Uten kvantemekanikk ville vi ikke hatt mobiltelefoner, LED-lys, solcellepaneler eller GPS. Ingeniørene måtte forstå kvantereglene for å kunne lage dem. Nå bygger forskere over hele verden kvantedatamaskiner, som en dag kan hjelpe oss med å designe nye medisiner og bedre batterier.