Waar komt de energie vandaan die elektronen in beweging houdt, zelfs bij een temperatuur om en nabij het absolute nulpunt?



Dit is misschien wel een van de meest prangende vragen in de wetenschap. Althans, als je haar wat breder formuleert: waar komt energie vandaan? Toen het heelal ontstond met de big bang, zo'n 13,7 miljard jaar geleden, is al de energie en materie die er nu is de ruimte in geslingerd. Ook deeltjes als elektronen kregen energie mee.


'Maar waar al die energie van voor de big bang vandaan komt, dat weten we niet', zegt theoretisch fysicus Antoine van Proeyen van de KU Leuven. 'We proberen het wel te begrijpen, onder meer door te onderzoeken uit wat voor soort energie en materie een groot deel van het heelal nu precies bestaat. Een deel van de energie en materie kunnen we vooralsnog niet waarnemen. We noemen ze nu donkere materie en donkere energie.'

Maar een ding is zeker, de energie van de elektronen gaat niet verloren.

Van oudsher worden elektronen weergegeven als deeltjes die om een atoomkern draaien. Hoe is het mogelijk dat zo'n deeltje eindeloos blijft draaien? Om een fietswiel draaiend te houden, moet je er toch ook continu energie in steken? 'Ja', zegt Van Proeyen, 'maar je kunt die twee situaties niet met elkaar vergelijken. Krachten zoals de luchtweerstand en de wrijving met het wegdek bestaan niet rond een atoomkern.'

Als je voor het gemak uitgaat van de klassieke natuurkunde, dan kun je elektronen en een atoomkern vergelijken met de planeten die rond de zon draaien. Net als de zon met haar zwaartekracht voorkomt dat de planeten uit de bocht vliegen, zo trekt het elektromagnetische veld rondom de geladen atoomkern de elektronen naar zich toe. Als de twee krachten - de centrifugale kracht van het elektron en de aantrekkingskracht van de kern - met elkaar in evenwicht zijn, dan kan het elektron eindeloos blijven draaien.

Maar jammer genoeg gelden de wetten uit de klassieke natuurkunde niet in de atomaire wereld. 'Volgens de klassieke natuurkunde zouden de elektronen energie moeten uitstralen', vertelt Van Proeyens collega, Ward Struyve, eveneens van de KU Leuven. 'Ze veranderen namelijk continu van richting. Van richting veranderen is hetzelfde als versnellen. En versnellingen van geladen deeltjes gaan gepaard met radiatie (straling), met andere woorden het afstoten van energie. Daardoor zouden de elektronen moeten afremmen en op een gegeven moment op de kern moeten vallen. Maar dat doen ze niet.'

Dit probleem wordt opgelost door de kwantummechanica.

Volgens de kwantummechanica zijn elektronen golffuncties, uitgesmeerd rondom een atoomkern. Op elk plekje rondom de atoomkern is er een bepaalde kans dat het elektron zich daar bevindt. Theoretisch althans. Want als je zou gaan meten waar het elektron zit, dan beïnvloed je vervolgens onvermijdelijk de kansverdeling. Dat volgt uit de onzekerheidsrelatie van Heisenberg die stelt dat snelheid en plaats nooit tegelijk bepaald kunnen zijn.

De kwantummechanica maakt visualisatie van elektronen rond atoomkernen wel erg lastig. Misschien kun je een elektron het beste beschouwen als een soort wolk. Al is het wel een heel abstracte wolk. Een wolk van kansverdelingen.

En dan dat absolute nulpunt; 273 graden Celsius onder nul. Bewegen elektronen ook nog als het zo koud is? Geen gekke vraag, want bij het absolute nulpunt bewegen atomen niet meer. 'Maar het absolute nulpunt, dat is iets wat in de fysica niet bestaat', zegt Van Proeyen. 'Stel dat je de temperatuur telkens halveert, dan zul je altijd nog iets boven het absolute nulpunt blijven zitten. Maar belangrijker nog; temperatuur en de beweging van één elektron hebben eigenlijk niets met elkaar te maken. Temperatuur is een maat van energie van een groep van deeltjes (hun onderlinge bewegingen) maar op het niveau van een individueel elektron kan je daar eigenlijk niet over spreken.'

Bron: Wetenschapswinkel de Standaard


19 Reacties >>REAGEER<<:

Anoniem zei

hoi ik ben Benjamin, ik ben homo. ik vind dit verhaal interressant.

Anoniem zei

Zou energie de plaats kunnen in nemen voor de zon wanneer zei uitgewerkt is?

De Nieuwsgierige zei

Best tweede Anoniempje,

dat is een interessante vraag. Om te beginnen zou ik willen zeggen dat de zon de komende 8 miljard jaar nog niet gedoofd is, wel zal de zon expanderen, tegen de tijd dat de zon over zal gaan tot een witte dwerg is de aarde al door onze meest dichtbij zijnde ster.

De energie die jij, volgens mij bedoelde, de zogenoemde zwakke en sterke kernkracht zou inderdaad als vervanging gebruikt kunnen worden, alleen komen we dan bij de volgende uitdaging: De schaal. De energie die de zon levert is gigantisch, sterren stralen hun energie gelijk in alle richtingen, dat wat de aarde opvangt is daar maar een fractie van, en daar benutten wij (afgezien van de natuur) nog maar 0,03 procent van (wilde gok hoor).

Ik heb op de korte termijn meer vertrouwen in een tweetal andere onontgonnen energiebronnen: Anti-materie en Donkere Energie.

Misschien is dit een leuk boek voor je:

Physics of the impossible, van Michio Kaku, is ook in het Nederlands verkrijgbaar als Onmogelijke Natuurkunde.

Op internet zijn ook filmpjes te vinden waarin deze man op een geheel toegankelijke wijze zulks een onvoorstelbare fenomenen duidelijk probeert te maken.

Veel plezier op je ontdekkingsreis!!

De Nieuwsgierige zei

Hoi Benjamin, leuk :)

Ik snap alleen niet waarom je er bij vermeldt dat je homo bent, alsof het wat uitmaakt. Ik zelf vind dat niet zo interessant ;)

Anoniem zei

This therapeutic system provides the solution for your acne symptoms.
Honey - Washing that person with honey or utilizing a
honey mask every day is able to keep uncontrollable acne from increasing.
And, my fiance does not have to fear me one week beyond the month.
For a area of acne, ripened tomatoes can be
used.

Here is my web page - www.58renmai.com

Anoniem zei

However, we can't always exercise at the time we feel the stress. Men who want to lose weight really want to lose fat. They could have tried every thing possible they see that can help them. They also contain very little calories and fats, yet will keep you feeling full easily.

My page :: Best Fat Burning Foods

Anoniem zei

There are numerous kinds of wedding rings available nowadays and a few
of these rings for men can really give you a high style expression.
Even so, select cautiously in accordance with preference and spending budget.
In a bold, albeit somewhat of a shallow and pedantic
move, Apple has implemented Christian i - Phone
app developer Island Wall Entertainment's Purity Ring Application, "in an attempt to engage with today's youth using new mediums.


Also visit my blog post - homepage []

Anoniem zei

You also need a cleanser that delivers moisture but doesn't clog pores. Treating skin problems need to be an integrated procedure that works not only for the surface of one's skin, but also on the inside also.

The old pimples dried up, but a formed immediately. If you desire to remain acne free or at the very least have less acne it is incredibly
important to drink 8 to 10 glasses of pure water each day.


My page :: acne blue light (test.sportswriters.com)

Anoniem zei

Save lots of money and time using this type of natural recipe.
There's really no should suffer the effects of bad skin again. Using alcohol more frequently than once daily could cause skin to peel or become irritated. ) Wash your face and shower right after exercise of any sort.

My web blog acne mens jeans - -

Anoniem zei

There a wide range of good sources from where it can be consumed.

However the oil in the bottle could be from numerous sources.
When I turned 30, it absolutely was like a light switch was
flipped. Inside your typical pharmacy, you will
discover a variety of treatments for acne together with other skin infections, and not all
of them will contain salicylic acid or benzoyl peroxide.


Take a look at my web blog; concealers for acne

Anoniem zei

Keep this going please, great job!

Here is my blog: natural cellulite treatment

Anoniem zei

Bear in mind these simple pointers when you're choosing your promise rings and you'll have a symbol of your
relationship to wear and enjoy. Sources: Amanda Greene, "With this ring, I thee shed. An engagement ring promises a sure sort marriage whereas promise ring shows a commitment towards the same.

My website; webpage

Anoniem zei

because we were traditionally taught until this was a teenage thing.
I often remove my make-up right when I get home and know I'm not returning out - so that my pores don't clog.

Acne develops when sebum flow is blocked by skincells,
dried sebum, or bacteria. The term glamour photography actually surpasses the obvious and indicates a kind
of photography produced by glamour photographers, which is intended to make the average customer have photos that mimic those of an super
model for a consumer price.

My site: best for acne (renaissance.chicappa.jp)

Anoniem zei

Right after you have chosen the ring that you might
be planning to present for your partner, you must decide what you're moving to possess inscribed about the ring. Promise rings are available in a spread of designs and center stones. While buying these Promise Rings we must keep in mind that the inner meaning of it holds more value that its face value.

Here is my blog - web page

Anoniem zei

Cultured pearls of all types may be found in jewelry shops worldwide.
(If she had, it would have actually knocked Sarah Palin out of the headlines for a
while. In a bold, albeit somewhat of a shallow and
pedantic move, Apple has implemented Christian i - Phone app developer Island Wall Entertainment's Purity Ring Application, "in an attempt to engage with today's youth
using new mediums.

Here is my weblog: promise rings girlfriend james avery :
: ::

Anoniem zei

Garlic is a very strong natural antibiotics and may be an excellent home
treatment solution for acne. The following liquid soap recipes usually do not include lye
or require any special equipment or ingredients. These practitioners feel that diets high in
beta-carotene help reduce the factors that contribute to severe acne.

You may reduce acne indirectly by utilizing dandruff specialized shampoos.


Here is my website acne wash for dry skin

Anoniem zei

Clearly he must already have been a person of means with
connections in high places since the King of England is supposed to have intervened and
secured his release. Promise rings start at $59 and Engagement rings start at about $98 and go to $1998.
To produce cultured pearls, a skilled technician, termed a
nucleator, induces the pearl-growing course
of action by surgically putting an irritant'a mommy-of-pearl bead along with a piece of mantle tissue, typically'into a mollusk.


Take a look at my web-site ... homepage

Anoniem zei

Tungsten rings can be worn as a wedding band, couple
rings, promise ring or fashion ring. The only day
that is more exciting than that is when she chooses
the ring that signifies mutual love for a lifetime ' his and hers wedding rings that perfectly match in every facet and detail. Selecting from birthstone, diamond, gemstone, type of ring, engraving, or symbolism in the ring or ring setting can produce a ring to impress even the most discriminating taste for jewelry.

my blog post - web site

Anoniem zei

' Biochemist Patrick Brennan says: 'In early 1960s I'd worked intensively on TB drug resistance but decided to get beyond it because I thought TB was cured. One from the products available within the market nowadays is referred to as Bio Oil, the acne scar removal solution in your problem. Using alcohol more frequently than once daily might cause skin to peel or become irritated. This is simply to name a really few of the most effective acne treatments available.

my webpage acne under lip

Een reactie plaatsen