Categorieën
Natuurkunde

Het onzekerheidsprincipe voorbij

Wie zich bezighoudt met de wereld van het allerkleinste, ontkomt niet aan de quantummechanica. En een van de steunpilaren van die natuurkundige theorie is het onzekerheidsprincipe van Heisenberg. Dat zegt: je kunt van een bepaald deeltje niet tegelijk heel precies weten waar het zich bevindt en hoe snel het beweegt. In plaats daarvan moet je kiezen: hoe nauwkeuriger je de plaats meet, hoe vager de snelheid blijft – en omgekeerd.

Maar een nieuwe studie lijkt erop te wijzen dat zelfs als je de snelheid van een deeltje helemaal niet meet, je de plaats ervan toch niet zo precies kunt bepalen als je wilt. En dat kan gevolgen hebben voor hoe klein je bepaalde geavanceerde apparatuur kunt maken.

Nieuwsbericht voor Trouw, eerder deze week al op de site en vandaag ook in de krant, naar aanleiding van dit wetenschappelijk artikel, gepubliceerd in Physical Review Letters.

Pittige materie; lastig om zelf te begrijpen én om iets van te maken dat de gemiddelde krantenlezer ‘aankan’. In dit geval heb ik met pijn in het hart de hele uitleg geschrapt van aan welke voorwaarden meetbare eigenschappen moeten voldoen, wil het resultaat van het artikel opgaan.

Categorieën
Natuurkunde

Zo win je energie uit een futloos deeltje

Als je ‘nulpuntsenergie’ googelt, krijg je goddank vooral links naar natuurkundige sites. Althans, dat is wat er gebeurt als ík ‘nulpuntsenergie’ google – een wetenschapsjournalist die vaak schrijft over deeltjesfysica en quantumzaken. Het zou zomaar kunnen dat de zoekmachine bij iemand die wat spiritueler in het leven staat heel andere resultaten bovenaan zet. Een link naar de site FreeEnergy4All bijvoorbeeld, die in nulpuntsenergie “dé nieuwe energiebron van de toekomst” ziet.

Bij dat soort claims zal elke natuurkundige driftig met zijn ogen gaan rollen. Ja, er is zoiets als nulpuntsenergie. En nee, daar heb je verder niets aan. Die kun je niet winnen als energiebron. Althans… Onlangs publiceerde het behoorlijk degelijke online tijdschrift Quanta Magazine een artikel met als kop ‘Natuurkundigen gebruiken quantummechanica om energie uit het niets te halen’. Zou het dan toch…?

Lees het hele artikel, eerder verschenen in de ‘papieren’ KIJK, nu op de KIJK-site. Links naar meer Far Out-afleveringen vind je hier.

Categorieën
Overige wetenschap

Onoplosbare 18e-eeuwse puzzel opgelost met quantumtrucjes

Stel je zes regimenten voor, die elk zes officieren hebben met zes verschillende rangen, schreef de Zwitserse wiskundige Leonhard Euler in 1779. Kun je die dan neerzetten op een schaakbord van zes bij zes op zo’n manier dat er op geen enkele rij twee officieren staan uit hetzelfde regiment of met dezelfde rang?

Wie hier gelijk zijn sudoku-skills op los wil laten, moeten we teleurstellen. Zoals Euler al vermoedde en in 1901 werd bewezen door zijn Franse vakgenoot Gaston Tarry: er is geen oplossing voor dit raadsel. En dat is gek, want voor elk ander aantal regimenten en officieren, behalve twee (probeer maar), is zo’n oplossing er wél. 

Natuurkundigen Suhail Ahmad Rather en Adam Burchardt hebben nu samen met Indiase en Poolse collega’s ‘valsgespeeld’ door trucjes uit de quantummechanica los te laten op Eulers puzzel. En dan is er wél een oplossing – waarmee ook meteen een openstaand vraagstuk uit de wereld van de quantumcomputers aan te pakken bleek.

Lees het hele stuk op Scientias.

Categorieën
Natuurkunde

Flippende atomen moeten quantummaterialen begrijpelijk maken

De quantummechanica is een prima theorie – maar hij vertelt je niet altijd wat je wilt weten. Soms kun je er bijvoorbeeld goed mee uitrekenen wat er gebeurt als je het hebt over een handvol deeltjes, maar worden de berekeningen totaal onhandelbaar als je gaat kijken naar tientallen of honderden deeltjes. Beetje jammer als je een materiaal wilt begrijpen dat uit vele triljoenen atomen bestaat. Soms is het dan handiger om zo’n materiaal atoom voor atoom op te bouwen en ‘simpelweg’ te kijken wat er gebeurt. Natuurkundige Sander Otte en collega’s van de TU Delft hebben nu de eerste stap in dat proces gezet door twee deeltjes in een bijzondere toestand te brengen.

Lees het hele stuk op de site van New Scientist.

Categorieën
Natuurkunde

Wordt Schrödingers kat door de zwaartekracht ontquantumd?

Wie kent hem niet: de kat van Schrödinger? Dit arme dier zit opgesloten in een doos met een duivelse uitvinding die het beest op een willekeurig, niet te voorspellen moment een dodelijk gif kan toedienen. Buiten de doos is er geen manier om te weten of dat al is gebeurd. Daardoor zou het beroemde poezenbeest volgens de quantummechanica dood en levend tegelijk moeten zijn. Tenminste, zolang je de doos dicht laat. Til je het deksel op, dan zie je ofwel een dode, ofwel een levende kat.

De bedenker van dit macabere gedachte-experiment was de Oostenrijkse natuurkundige Erwin Schrödinger. Die dacht overigens niet écht dat je huisdieren in een ongewisse toestand van levend en dood kunt brengen. Integendeel: met zijn bedenksel wilde hij juist illustreren hoe bizar de quantummechanica eigenlijk is. Natúúrlijk is die kat of levend of dood, ook voordat je een blik in de doos werpt. Maar waarom eigenlijk?

Eén wetenschapper die daar zo zijn ideeën over heeft, is de Brit Roger Penrose. Onlangs won die de Nobelprijs voor de natuurkunde voor zijn werk aan zwarte gaten, maar hij heeft in de loop der jaren ook de nodige andere – soms behoorlijk speculatieve – ideeën gelanceerd. Een daarvan kan mogelijk verklaren waarom er geen zombiekatten-in-dozen zijn. En nu is natuurkundige Sandro Donadi van het Frankfurt Institute for Advanced Studies er met collega’s in geslaagd dat idee te checken met een experiment – een écht experiment, welteverstaan.

Lees het hele stuk op de KIJK-site.

Categorieën
Natuurkunde

Quantumradar gedemonstreerd

Er lijken weinig dingen te zijn die zich verder van je bed af bevinden dan deeltjes die een mysterieuze, quantummechanische band met elkaar hebben. Toch krijgt dit verschijnsel, verstrengeling genaamd, steeds meer praktische toepassingen. Het nieuwste voorbeeld: een radar die werkt met verstrengelde elektromagnetische golven. En die presteert in sommige gevallen zelfs beter dan een gewone radar.

Lees het hele bericht op de site van New Scientist.

Tijdje weinig teksten kunnen schrijven, want thuis met peuter vanwege de coronacrisis, en in die situatie was het al een voldoende grote uitdaging om elke maand honderd pagina’s New Scientist geredigeerd te krijgen. Maar nu de kinderdagverblijven weer zijn opgestart, hoop ik weer wat vaker een eigen stukje te kunnen maken.

Categorieën
Overig

Quantumcomputer in Plus Magazine

Nu in het nieuwe nummer van Plus Magazine: een uitgebreid interview met de Delftse natuurkundige Leo Kouwenhoven over de quantumcomputer!

Logo Plus MagazineEnorme oplage

Voor wie het blad niet kent: Plus Magazine is een tijdschrift voor ouderen met een oplage van zo’n 240.000 stuks. En dat is veel voor Nederlandse begrippen; heel veel.

Wat het extra interessant maakt om met een artikel als dit in Plus Magazine te staan, is dat het blad een heel brede doelgroep heeft, die niet per se hoger opgeleid of in wetenschap geïnteresseerd is. Je bereikt dus als natuur- en sterrenkundejournalist een grotendeels nieuw publiek, in plaats van mensen die toch al ‘om’ zijn.

Categorieën
Natuurkunde

Loophole verstrengeling gedicht met data van gamers?

Een paar jaar geleden kwamen Ronald Hanson en collega’s van de TU Delft wereldwijd in het nieuws omdat ze hadden bewezen dat deeltjes elkaar op grote afstand kunnen beïnvloeden. De grote nieuwe stap daarbij was dat alle loopholes – alle manieren waarop die beïnvloeding op afstand misschien toch niet echt was – tegelijkertijd werden gedicht. Toch claimt een artikel dat deze week is gepubliceerd in Nature nóg een loophole te hebben gedicht. Hoe zit dat?

Lees het hele artikel op de site van De Ingenieur!

Categorieën
Natuurkunde Sterrenkunde

Artikelen in KIJK, Eos én New Scientist

Het lijkt ineens of ik wel een héél hard werkende freelancer ben: deze week verschenen maar liefst drie tijdschriften waar ik bijdragen aan leverde.

Allereerst de nieuwe KIJK, waarvan ik maar liefst achttien pagina’s vol schreef: zeven pagina’s over quantumcomputers en het quantuminternet, acht over Cassini (oké, dat zijn voornamelijk plaatjes, maar toch), twee over hogere dimensies en zwaartekrachtgolven, en dan nog een boekrecensie en een lezersvraag. Zelfs toen ik er fulltime werkte, is het maar zelden gelukt om zoveel pagina’s te vullen (en de afgelopen jaren met al dat regelwerk zeker niet). Hier online te koop.

KIJK 9/2017 - artikelen

Daarnaast schreef ik op verzoek van het Vlaamse Eos een verhaal van drieduizend woorden (voor de niet-journalisten: dat is veel) over de technologische, medische en psychologische beren op de weg bij een bemande missie naar Mars. Bestel het nummer hier.

New Scientist september 2017Ten slotte bevat de Nederlandse editie van New Scientist – hier online te koop – mijn interview met Luc van der Laan over het laten groeien van menselijke donororganen in dieren. (Eerder sprak ik Van der Laan voor het tijdschrift Transparant over organen bewaren/herstellen/laten groeien ‘aan de pomp’. Dat artikel kun je hier in zijn geheel lezen.)

Overigens zal het wel even duren voordat ik hier weer zo’n triomfantelijk berichtje kan schrijven. De komende tijd heb ik namelijk alle grote schrijfopdrachten afgestoten om me volledig te kunnen richten op mijn nieuwe boek. Pas half oktober of daaromtrent pak ik de freelance-draad weer volledig op.

Categorieën
Natuurkunde

Recensie ‘De werkelijkheid is niet wat ze lijkt’

Ondanks de lange aanloop blijkt De werkelijkheid is niet wat ze lijkt uiteindelijk met hetzelfde probleem te kampen als Zeven korte beschouwingen over natuurkunde. Wanneer Rovelli eenmaal aankomt bij dat wat hij zijn lezers écht wil vertellen, namelijk wat lusquantumzwaartekracht is, wordt het boek een stuk pittiger en vager. Niet zo gek ook, natuurlijk: het is nogal een onderwerp. Toch beklijft het gevoel dat de auteur zijn boodschap beter had kunnen laten overkomen als hij wat meer rekening had gehouden met zijn lezers.

Fragment uit mijn recensie van het net verschenen boek De werkelijkheid is niet wat ze lijkt op de KIJK-site.