Vad är Brownian Motion?

Brownsk rörelse är ett fenomen där små partiklar upphängda i en vätska tenderar att röra sig i psuedo-slumpmässiga eller stokastiska banor genom vätskan, även om vätskan i fråga är lugn. Det är resultatet av asymmetri i de kinetiska effekterna av molekyler som utgör vätskan. Vätskefasen måste per definition ha viss temperatur, vilket betyder att dess molekyler eller atomer måste termiskt upphetsas, stöta i varandra och föremål upphängda i dem. För att föreställa detta fenomen kan en person föreställa sig golfbollarnas rörelse på ett bord fylt med tusentals kullager som rör sig i snabba banor.

Frasen Brownian motion kan också hänvisa till matematiska modeller som används för att beskriva fenomenet, som har betydande detaljer och används som approximationer av andra stokastiska rörelsemönster. Den matematiska rörelsen är relaterad till, men mer strukturerad än, slumpmässig promenad , där förskjutningen av en partikel är helt slumpmässig. Fenomenen har egenskapen Markov , en term från sannolikhetsteori som innebär att partikelns framtida tillstånd helt bestäms av dess nuvarande tillstånd, inte av något tidigare tillstånd. Används i denna mening är det matematiska konceptet något annorlunda, men mycket lik den fysiska browniska rörelsen.

Forskaren som berömde den brunaianska rörelsen är Albert Einstein, som uppmärksammade fenomenet hos det större fysiksamhället genom att publicera ett papper om det 1905, hans personliga annus mirabilis eller "underbart år." Fenomenet observerades redan 1765, men beskrevs eller studerades inte i detalj förrän botanikern Robert Browns forskning 1827, och det namnges för att hedra hans arbete. Som botaniker observerade Brown först effekten i pollen som flyter i vatten, där den är synlig med blotta ögat. Genom experiment bestämde Brown att fläckarna av pollen inte drev sig självständigt utan snarare att deras rörelse var psuedo-slumpmässigt.

Jean Perrin, en fransk fysiker som senare vann Nobelpriset, sprang av Einsteins arbete. Med hjälp av brownisk rörelse som bevis bevisade han 1911 en gång för alla att materien är gjord av atomer och molekyler. Även om atomteorin ursprungligen krediterades John Dalton, den 18: e och 1800-talets brittiska fysiker, var den under tvist i över ett sekel, och det var Perrins arbete som resulterade i dess universella acceptans.