Hva er Brownian Motion?

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

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

Forskeren som gjorde Brownian-bevegelsen berømt, er Albert Einstein, som brakte fenomenet oppmerksomhet for det større fysikalsamfunnet ved å publisere et papir om det i 1905, hans personlige annus mirabilis eller "fantastiske 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, der den er synlig med det blotte øye. Gjennom eksperimenter bestemte Brown at flekkene av pollen ikke drev seg selv uavhengig, men at bevegelsen deres var psuedo-tilfeldig.

Jean Perrin, en fransk fysiker som senere vant Nobelprisen, sprang i gang med Einsteins arbeid. Ved å bruke Brownsk bevegelse som bevis, beviste han i 1911 en gang for alle at materien er laget av atomer og molekyler. Selv om atomteorien opprinnelig ble kreditert John Dalton, den 18. og 19. århundre britiske fysikeren, var den under tvist i over et århundre, og det var Perrins arbeid som resulterte i dens universelle aksept.