9 februari 2010
Prof. dr. D. Bouwmeester
Ruim honderd jaar geleden begon een revolutie in de natuurwetenschap. Max Planck postuleerde, dat licht naast de toen bekende golfeigenschappen, die de werking van lenzen, de regenboog en andere optische effecten verklaren, tevens een deeltjeskarakter heeft. Dit deeltjeskarakter houdt in, dat licht is opgebouwd uit energiepakketjes, zogenaamde fotonen. Niet lang daarna postuleerde De Broglie, dat alle deeltjes, zoals elektronen en atomen, golfeigenschappen hebben. De theorie van de golfdeeltjesdualiteit is de quantumtheorie en verklaart de structuur van atomen, moleculen en in principe alles, wat daaruit is opgebouwd. Tevens voorspellen de wetten van de quantumtheorie dat voorwerpen die ver van elkaar verwijderd zijn nog steeds met elkaar verbonden kunnen zijn. Dit effect heet quantumverstrengeling en Einstein noemde het “spookachtig wisselwerking op afstand”. Hoewel de quantumtheorie keer op keer is bevestigd door nauwkeurige metingen, blijft er tot op de dag van vandaag een levendig debat over de interpretatie van deze theorie. Hoe is het toch mogelijk, dat een quantumdeeltje zich voortbeweegt als een golf, die zich uitspreidt in alle mogelijke richtingen, maar echter wel degelijk een deeltje blijkt te zijn, wanneer het gedetecteerd wordt, en hoe kunnen we quantumvertrengeling begrijpen? Sinds ongeveer 1990 heeft het debat een andere wending genomen, toen wetenschappers zich af gingen vragen, hoe de bizarre quantumwetten tot mogelijk nuttige toepassingen zouden kunnen leiden. Quantumgeheimschrift, quantumteleportatie and quantumcomputers blijken nu tot de verbluffende nieuwe mogelijkheden te behoren. Een snel groeiend deel van de hedendaagse natuurwetenschap richt zich op dit onderzoek. In deze voordracht zal ik proberen om de quantumtheorie en de daaruit volgende bizarre toepassingen uit te leggen.
