Wat is kwantumtheorie?

De kwantumtheorie is een manier om de aard van materie uit te leggen en hoe deze zich op atomair en zelfs subatomair niveau gedraagt. Nauw verwant is de kwantummechanica, wat een beschrijving is van materie op atomair en subatomair niveau. De theorie veronderstelt dat alle materie uit individuele en kwantificeerbare eenheden bestaat. Het werd ontwikkeld in 1900 door de Duitse natuurkundige Max Planck. Hij presenteerde zijn theorie aan de Duitse Physical Society. Hoewel veel van de theorie nog steeds een groot debat en enige controverse oproept, zijn er delen die bijna universeel worden geaccepteerd op basis van het beschikbare bewijsmateriaal.

De kwantumtheorie is in populaire fictie gebruikt om veel verschillende dingen te verklaren. Populaire televisieprogramma's zoals "Sliders" en "Quantum Leap" hebben massale belangstelling gewekt. Het speelt zelfs een rol in de roman "Angels and Demons" van Dan Brown tijdens een gedeelte waarin het bestaan ​​en de betekenis van antimaterie wordt uitgelegd. In de meeste gevallen kijken deze en andere fictieve werken naar een van de twee belangrijkste theorieën met betrekking tot de realiteit van de natuurlijke wereld om hun gebouwen te bouwen. Deze theorieën worden respectievelijk de Copenhagen Interpretation en de Many Worlds Theory genoemd.

De Many Worlds Theory postuleert dat zodra een object in een willekeurige staat bestaat, het universum rondom dat object transformeert in een aantal parallelle universums. Het aantal parallelle universums wordt bepaald door het aantal mogelijke universums, waarin het mogelijk is dat dat object bestaat. Dit aantal is onmogelijk te weten, althans zoals het nu staat met moderne wetenschappelijke instrumenten. Op een gegeven moment kunnen instrumenten worden ontwikkeld die de kwantumtheorieprincipes meer expliciet kunnen weergeven.

De Kopenhagen-interpretatie van de kwantumtheorie suggereert dat een deeltje pas kan worden aangenomen als het is gemeten. Als dat eenmaal is gebeurd, is het wat het ook is. Hoewel dit een eenvoudige suggestie lijkt, geeft deze interpretatie van de kwantumtheorie aan dat een deeltje zich in alle mogelijke toestanden bevindt totdat het wordt gemeten en specifiek wordt waargenomen.

Dit wordt vaak geïllustreerd aan de hand van een voorbeeld dat bekend staat als de kat van Schrodinger. Als een kat, in een hypothetisch voorbeeld, in een doos wordt gegooid, is het veilig om aan te nemen dat hij leeft, tenminste voor een bepaalde periode. Als een flesje cyanide in die doos wordt gegooid, kan deze de kat hebben gebroken en gedood. Of het kan onbeschadigd zijn geweest en de kat hebben gespaard. Zolang dit onbekend is, zou de Kopenhagen-interpretatie van de kwantumtheorie veronderstellen dat de kat zich in beide staten bevindt, wat betekent dat hij tegelijkertijd levend en dood is.

Een van de grootste critici van de kwantumtheorie is Albert Einstein. Einstein kon het er niet mee eens zijn dat een enkel deeltje in meer dan één universum zou kunnen bestaan, zoals voorgesteld in de Many Worlds Theory. De natuurkundige accepteerde echter enkele aspecten van de theorie. Hij begreep bijvoorbeeld dat energie in meetbare eenheden kon bestaan ​​en suggereerde dat dit niet alleen gold voor energie, maar ook voor straling.