3 Dimensionale kwantummechanica in vijf minuten uitgelegd


Alle materie, van de aminozuren in je lichaam tot de verre sterren in het heelal, bestaat uit dezelfde bouwstenen: elementaire deeltjes. Deze deeltjes worden beschreven door de kwantummechanica.

‘Als je over kwantummechanica kunt praten zonder dat het je duizelt, heb je er niets van begrepen.’

Dit citaat is van Niels Bohr, een van de grondleggers van de kwantummechanica. En de Deense natuurkundige had een punt, want kwantummechanica bezorgt wetenschappers nu, 100 jaar nadat de theorie het licht zag, nog steeds hoofdbrekens.

Kwantummechanica is de tak van de natuurkunde die zich bezighoudt met deeltjes die kleiner zijn dan atomen. Voor heel kleine deeltjes gelden de natuurwetten niet meer. Daarom is er een speciale theorie nodig om te verklaren hoe alles met elkaar samenhangt.

Kwantummechanica en het standaardmodel

De kwantummechanica bestaat uit een aantal onderdelen, waarvan het ene makkelijker te begrijpen is dan het andere.

Het standaardmodel beschrijft waaruit atomen zijn opgebouwd en brengt zo de verschillende deeltjes in kaart waarmee de kwantummechanica zich bezighoudt.

Het grootste deel van het standaardmodel is inmiddels aangetoond, maar de onderzoekers zijn er nog niet helemaal. Het standaardmodel kan al de bekende materie in het universum verklaren, van verre sterrenstelsels tot de aminozuren in je lichaam. Het is echter nog niet gelukt om de zwaartekracht onder te brengen in het model.

Alle materie in het heelal bestaat uit twaalf elementaire deeltjes, vier kracht overbrengende deeltjes en het Higgs-deeltje:

Quarks, muonen en Higgs-deeltjes

Elementaire deeltjes zijn de fysieke bouwstenen waaruit alle atomen in het universum bestaan. Er zijn er twaalf, maar slechts vier ervan komen tegenwoordig nog in de natuur voor: elektronen, elektron-neutrino’s, up-quarks en down-quarks. De andere bestonden alleen direct na de oerknal in hun oorspronkelijke vorm, maar zijn later gereproduceerd in een deeltjesversneller.

Elektron Heeft een negatieve elektrische lading. Het kan zich vrij in de ruimte bevinden of zijn gebonden aan een atoom.

Elektron-neutrino Heeft geen lading en slechts een zeer kleine massa. Komt vrij bij radioactiviteit.

Up-quark Gewone materie bestaat uit up- en down-quarks en elektronen. Een quark komt nooit individueel voor.

Down-quark Protonen bestaan uit één down-quark en twee up-quarks, en neutronen uit twee down-quarks en één up-quark.

Muon Lijkt op het elektron, maar is ongeveer 200 keer zo zwaar en daardoor instabiel.

Muon-neutrino Lijkt op het het elektron-neutrino, maar is iets zwaarder, hoewel nog steeds uiterst licht.

Charm-quark Heeft drie keer de massa van een proton en heeft een positieve elektrische lading.

Strange-quark Heeft een negatieve elektrische lading.

Tau Is circa 3500 keer zo zwaar als een elektron en heeft een zeer korte levensduur.

Tau-neutrino Een ongeladen deeltje. Het is zeer licht, hoewel het iets zwaarder is dan de andere neutrino’s.

Bottom-quark Is vier keer zo zwaar als een proton. Het wordt onder andere gevormd door het verval van top-quarks.

Top-quark Dit is het zwaarste elementaire deeltje. Het weegt bijna evenveel als een goudatoom.

De kracht overbrengende deeltjes houden de bouwstenen bij elkaar. Ze brengen de vier fundamentele natuurkrachten over naar de atomen:

Foton Een massaloos lichtdeeltje dat de elektromagnetische kracht overbrengt.

Gluon Bindt quarks samen zodat ze hadronen vormen en brengt de sterke kernkracht over.

W- en Z-boson Brengen de zwakke kernkracht over en spelen een rol bij verschillende vormen van radioactiviteit.

Graviton Deeltje dat de zwaartekracht zou overbrengen. Het bestaan ervan is nog niet bevestigd, maar daar zijn onderzoekers van CERN in Zwitserland hard mee bezig.

Dan is er nog het Higgs-deeltje. Dit is in 2012 met 99,99 procent zekerheid gevonden. Het deeltje geeft de bouwstenen van de atomen massa. Quarks binden zich sterker aan Higgs-deeltjes, waardoor deze zwaarder zijn dan bijvoorbeeld elektronen.

Op zoek naar het zwaartekrachtdeeltje

Op gravitonen na zijn alle elementaire deeltjes door wetenschappers gereproduceerd met behulp van deeltjesversnellers. De zoektocht..

Verder lezen op Wetenschap in beeld

Opmerking van ons en aanbeveling:

De kwantumfysica wordt blijkbaar nog steeds alleen maar uit een 3 dimensionale wereldbeeld bekeken. Wij raden aan om te leren multidimensionaal te ontdekken en te onderzoeken en dan met hulp uit hogere dimensies, die graag een positieve ontwikkeling willen helpen te realiseren. Maar daarvoor moet je dan wel ook de juiste voorwaarden vervullen als persoon (de onderzoeker) en/of ook het collectieve bewustzijn van de organisatie, het land of zelfs de mensheid. Dat speelt allemaal nog een rol daarbij. Je kan bijvoorbeeld niet de nodige uitvindingen maken om naar andere bewoonde planeten te reizen, als we mensen ons nog steeds als barbaren gedragen, die niet eens begrijpen dat alles met elkaar verbonden is, de planeet zelf een levend wezen is, waarvoor wij niet goed zorgen en zelfs het hele universum (en daar zijn er ook nog velen van), dus alles wat bestaat, fysiek en immaterieel, een groot geheel is. Je hebt dus altijd en overal met niets anders van doen dan met een ander deel van jezelf. En hoe behandel jij deze andere deel op de beste manier?

Een reactie plaatsen

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *