Innføring i Grunnleggende Prinsipper ved Interaksjon med Fysmatere - Del 12

Fysmatern klarer ikke holde seg. Etter å ha lova å slutte og plage dere, og klart å holde løfte ganske lenge emitteres (sendes ut) det nå et nytt innlegg i Fysmat-serien.

Dagens tema blir et krasjkurs i kvantemekanikk, fysikkens kanskje mest spennende grein.

Kvantemekanikk brukes til å beskrive de aller minste delene av universet. Det viser seg nemlig at elektroner, protoner og andre små partikler ikke følger Newtons lover som man ellers bruker til å beskrive hvordan ting beveger seg. Partiklene kan for eksempel oppholde seg på plasser der de ikke har lov til å være (etter klassisk/normal tankegang), men i ettertid kan man ikke si at de har vært der, da man ikke med 100% sikkerhet kan si hvor kvantepartikler er til enhver tid (mer om det her seinere). Så i kvantemekanikken har man finni på egne lover og likninger som skal beskrive hvordan ting henger sammen (eller kanskje ikke henger sammen). Den viktigste likninga er Schrödingerlikninga som brukes til alt, og da mener jeg alt.

Et viktig moment i kvantemekanikken er at ting kan beskrives som bølger og partikler. Og ikke nok med det, de er både bølger og partikler på en og samme gang. Bølgedelen er imidlertid ikke ei vanlig bølge, men ei abstrakt matematisk bølge (i kvantemekanikken er man nemlig glad i å bruke mye sær og abstrakt matematikk bare for for å bruke det). Hvorfor det er sånn er ikke så viktig (ingen er vel helt sikre). Det viktigste å huske på her er altså at for eksempel lys og elektroner er både bølger og partikler samtidig (enkelt, ikke sant?). Det viser seg faktisk at ganske store ting også har denne egenskapen. Men siden vi mennesker er såpass tunge som vi er kommer bølgeegenskapene sjeldent fram. Teoretisk psykologiforskning (som faktisk blir utført i skrivende stund) tyder imidlertid på at det her er bakgrunnen for Schizofreni.

Som tidligere nevnt er det en viss usikkerhet rundt hvor alle de små partiklene er til enhver tid. En partikkel kan nemlig være spredt utover et ganske stort område. Og det eneste vi kan finne er sannsynligheten for at den befinner seg på en viss plass. Vi kan imidlertid få den sannsynligheten ganske stor. Problemet som da dukker opp er at vi blir veldig usikre på hvor fort den beveger seg. Det her er et eksempel på en uskarphetsrelasjon. I kvantemekanikken er det nemlig ofte umulig å måle to ting nøyaktig på en gang. Det greie er imidlertid at hvis vi måler at den er en plass, så vil den være der rett etterpå.

Avslutningsvis tenkte jeg å si noen ord om kvantetilstander. Det viser seg nemlig at kvantepartikler bare kan oppholde seg i noen utvalgte tilstander. Og for en viss type partikler, såkalte fermioner (mer om dem en annen gang (kanskje)), er det sånn at ikke mer enn et av dem kan være i samme tilstand på en gang. Har de imidlertid spinn (en merkelig kvantemekanisk egenskap som ingen veit hva er, men som er veldig nyttig å regne på) hver sin veg kan to av dem være i samme romlige tilstand.

Som vanlig (for de som husker det) vil jeg helt til slutt antyde litt om hvordan det her kan brukes inn i det vanlige liv, langt borte fra fysmaterens notater. Jeg har allerede nevnt hvordan kvantemekaniske fenomener er bakgrunnen for schizofreni. Men det er ikke det eneste punktet hvor grunnleggende kvantemekanikk påvirker våre liv. Tankene våre kan nemlig bli sett på som kvantepartikler. Man er aldri helt sikre på hvor de er. Plutselig er de en plass, og rett etterpå kan de være på et helt annet sted. Tankene kan også på samme måte som elektroner bevege seg gjennom stengsler og murer som vi i den klassiske verden ikke kommer gjennom (fint beskrevet i sangen "Din tanke er fri"). En som observerer en som tenker vil ikke vite hva personen tenker på, men vedkommende kan anta det  med en viss sannsynlighet. Og hvis han gjetter (høyt) at tenkern tenker på en bestemt ting, så kan du være sikker på at det er det han/ho tenker på rett etterpå. Altså er alt omtrentlig som i kvantemekanikken. Kunne også sagt noe om kvantetilstandenes innvirkning på dagliglivet, men dette overlates som hjemmelekse til lesern.

Dagens bibelvers:

"idet vi river ned tankebygninger og enhver høyde som reiser seg mot kunnskapen om Gud, og tar enhver tanke til fange under lydigheten mot Kristus." 2. Kor 10,5