Deeltjes ‘lopen door muren’ terwijl natuurkundigen toekijken

Help anderen door dit met je kennissen op je socials te delen!

Er is helaas geen gesproken versie van dit artikel beschikbaar

Soms kunnen deeltjes door ogenschijnlijk ondoordringbare barrières bewegen. Alhoewel het klinkt als sciencefiction is het fenomeen goed gedocumenteerd.

Het proces wordt in de kwantummechanica tunneling genoemd en treedt op wanneer een deeltje door een barrière gaat terwijl het daar eigenlijk onvoldoende energie voor heeft.

In dit geval zagen wetenschappers hoe elektronen uit atomen ontsnapten zonder dat ze over de benodigde energie beschikten. In de normale wereld om ons heen zou dat gelijk staan aan een kind dat dwars door een huis heen in de lucht springt. Het onderzoek is verschenen in tijdschrift Nature.

Waarschijnlijkheidsgolf

Het tunneleffect is mogelijk vanwege de overlap tussen de golffuncties aan weerszijden van de energiebarrière die elk in de barrière een zeer kleine waarde hebben, maar niet gelijk zijn aan nul. In de kwantumwereld gedragen deeltjes zich vaak als een watergolf in plaats van een biljartbal. Dit betekent dat een elektron niet op een bepaald moment op een bepaalde plaats met een bepaalde energie bestaat, maar het beste kan worden omschreven als een waarschijnlijkheidsgolf.

“Elektronen worden omschreven door golffuncties waarbij een deel van het elektron altijd buiten het atoom bestaat,” legde natuurkundige Manfred Lein van de Leibniz Universiteit in het Duitse Hannover uit.

Processen uit de natuur

Natuurkundigen onder leiding van Dror Shafir van het Weizmann-Instituut in Israël hebben het tunneleffect van elektronen tot op 200 attoseconden nauwkeurig gemeten. Met behulp van laserlicht onderdrukten de onderzoekers de energiebarrière die een elektron normaal gezien in een heliumatoom gevangen zou houden. “Tunneling vindt plaats in minder dan een paar honderd attoseconden,” zei Nirit Dudovich van het Weizmann-Instituut.

Het is voor het eerst dat wetenschappers exact hebben kunnen meten op welk moment het tunneleffect optreedt. Dit fenomeen ligt ten grondslag aan vele processen uit de natuur. Dudovich denkt nu de eerste stap van vele natuurlijke processen te hebben gemeten.

Bron: Livescience.com

Gerelateerd:

• Nulpuntsenergie voor het eerst gemeten in vast object
• Besta ik op meerdere plaatsen tegelijk?
• De werkelijkheid wordt gevormd door onze eigen waarneming
• Hoe je op twee plaatsen tegelijk kunt bestaan
• Tijd bestaat niet (video)

Blijf op de hoogte & steun onafhankelijke journalistiek

Lees meer over: