Hva er brownsk bevegelse?

Brownsk bevegelse er et fenomen der små partikler suspendert i en væske har en tendens til å bevege seg i psuedo-random eller stokastiske stier gjennom væsken, selv om den aktuelle væsken er rolig. Det er resultatet av asymmetri i de kinetiske virkningene av molekyler som utgjør væsken. Væskefasen, per definisjon, må ha en viss temperatur, noe som betyr at dens molekyler eller atomer må være termisk begeistret, støte på hverandre og gjenstander hengt i dem. For å forestille seg dette fenomenet, kan en person forestille seg bevegelsen til golfballer på et bord fylt med tusenvis av kulelager som beveger seg i raske bane.

Uttrykket brownsk bevegelse kan også referere til matematiske modeller som brukes til å beskrive fenomenet, som har betydelige detaljer og brukes som tilnærminger til andre stokastiske bevegelser. Den matematiske bevegelsen er relatert til, men mer strukturert enn Random Walk , der forskyvningen av en partikkel er hele randomisert. FenoenMENA har Markov -egenskapen , et begrep fra sannsynlighetsteori som betyr at den fremtidige tilstanden til partikkelen helt bestemmes av sin nåværende tilstand, ikke av noen tidligere tilstand. Brukt i denne forstand er det matematiske konseptet litt annerledes, men veldig likt, fysisk brownsk bevegelse.

Forskeren som gjorde brownsk bevegelse berømt er Albert Einstein, som brakte fenomenet under oppmerksomhet fra det større fysikksamfunnet ved å publisere et papir om det i 1905, hans personlige annus mirabilis eller "fantastisk år." Fenomenet ble observert så tidlig som i 1765, men ikke beskrevet eller studert i detalj før botanikeren Robert Browns forskning i 1827, og det er navngitt til ære for hans arbeid. Som botaniker observerte Brown først effekten i pollen som flyter i vann, hvor den er synlig med det blotte øye. Gjennom eksperimentering bestemte Brown at pollenflekkene vire ikke drive seg selv uavhengig, men heller at bevegelsen deres var psuedo-tilfeldige.

Jean Perrin, en fransk fysiker som senere vant Nobelprisen, springbrettet av Einsteins arbeid. Ved å bruke brownsk bevegelse som bevis, beviste han i 1911 en gang for all den saken er laget av atomer og molekyler. Selv om Atomic Theory opprinnelig ble kreditert John Dalton, den britiske fysikeren fra 1700- og 1800-tallet, var den under tvist i over et århundre, og det var Perrins arbeid som resulterte i dens universelle aksept.