Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Kan een elektron zich tegelijkertijd op twee plaatsen bevinden?

In de klassieke natuurkunde kunnen objecten zich maar op één plek tegelijk bevinden. De kwantummechanica vertelt ons echter dat elektronen en andere subatomaire deeltjes vreemd gedrag kunnen vertonen, waaronder het tegelijkertijd op meerdere plaatsen zijn. Dit fenomeen staat bekend als superpositie.

Bij superpositie kan een elektron tegelijkertijd in meerdere kwantumtoestanden of golffuncties bestaan. Elke golffunctie vertegenwoordigt een mogelijke locatie van het elektron, maar totdat het elektron wordt gemeten, heeft het geen definitieve positie. Wanneer een meting wordt uitgevoerd, stort het elektron in één enkele toestand in, waardoor het een definitieve locatie krijgt.

Het concept van superpositie is fundamenteel voor de kwantummechanica. Het helpt bij het verklaren van veel van de vreemde gedragingen die in de kwantumwereld worden waargenomen, zoals de dualiteit van golven en deeltjes, tunneling en kwantumverstrengeling.

Hoewel superpositie misschien contra-intuïtief lijkt, wordt deze ondersteund door talrijke experimenten. Een van de beroemdste experimenten die superpositie aantonen is het dubbelspletenexperiment, dat aantoont dat elektronen met zichzelf kunnen interfereren, alsof het golven zijn.

Een ander experiment dat superpositie ondersteunt, is het Stern-Gerlach-experiment, dat aantoont dat elektronen meerdere waarden voor hun spin kunnen hebben, ook al wordt spin gezien als een binaire eigenschap.

Superpositie is een fundamenteel concept in de kwantummechanica en essentieel voor het begrijpen van het gedrag van subatomaire deeltjes. Hoewel superpositie misschien vreemd lijkt, wordt het ondersteund door talloze experimenten en is het een belangrijk onderdeel van ons begrip van de kwantumwereld.