Vitenskap & oppdagelserPublisert: 30. januar 20256 min lesing

Klassisk fysikk vs kvantefysikk – hvilken verden er riktig?

Forstå hvordan virkeligheten virkelig fungerer på atomær nivå

Norsk Næring
Norsk NæringRedaksjon
Elektroner oppfører seg helt ulikt i klassisk og kvantefysikk

Elektroner oppfører seg helt ulikt i klassisk og kvantefysikk

Kvantefysikk virker merkelig, men hovedidéene er faktisk ganske intuitive. Vi forklarer forskjellene mellom klassisk og kvantefysikk på en måte som alle kan forstå.

Annonse

Du lever i en verden som følger to helt forskjellige sett med regler

Når du kaster en ball, vet du nøyaktig hvor den blir – hvis du kjenner startposisjonen, hastigheten, og gravitasjonen. Det er klassisk fysikk, og det fungerer perfekt for ting du kan se og ta på. Men når du zoomer inn til størrelsen av atomer, bruker verden helt andre regler. Intet lenger er sikkert – alt er basert på sannsynlighet.

Klassisk fysikk – verden vi ser og forstår

Klassisk fysikk, utviklet av Newton og forbedret av mange andre, beskriver baller, planeter, og biler perfekt. Her er universet deterministisk: hvis du vet alle betingelsene nå, kan du forutsi fremtiden. Men klassisk fysikk bryter sammen når du møter veldig små eller veldig store systemer. Den kan ikke forklare hvorfor atomer ikke kollapser eller hvorfor elektroner hopper rundt atomkjernen i diskrete skall.

Kvantefysikk – sannsynlighetenes verden

Rundt 1920-1930 innså fysikerne at verden på atomært nivå bare fungerer hvis du tenker på det helt annerledes. En elektron har ikke en bestemt posisjon – den har et 'sky' av sannsynligheten for hvor den kan være. Dette kalles usikkerhetsprinsippet: du kan aldri samtidig vite både hvor en elektron er og hvor fort den beveger seg.

Annonse

Tall og trender

Kvantefysikk ligger ikke lenger på fakultetene – den driver teknologi og økonomien. Halvledere, LEDs, MRI-maskiner, og lasere fungerer alle på grunn av kvanteeffekter. Quantum computing er en fremvoksende industri som er verdt milliarder.

Størrelse på elektron (~klassisk)< 10^-15 meter
Plancks konstant (h)6.63 × 10^-34 joule-sekund
Temperatur for Q-datamaskiner (superposisjon)Millikelviner
Prosentdel av moderne elektronikk basert på kvanteeffekter~95%

Eksempler fra hverdagen dine

Solceller fungerer fordi fototer frigjør elektroner fra silisium – en helt kvanteeffekt. Dine LED-lys bruker kvantumsvigging for å produsere lys fra elektrisitet. DNA kan ikke eksistere uten kvantefysikk, fordi de kjemiske bindingene mellom atomer er kvante-fænomener. Selv dine øyne bruker kvantefysikk – en enkelt foton kan utløse en kjemisk reaksjon i stav-celler på netthinnen din.

Begge verdiene er like reelle

Klassisk fysikk forklarer 99,99 prosent av det du møter daglig. Men for alt som involverer atomer, elektroner, eller lys, må du bruke kvantefysikk. Jo bedre du forstår kvantefysikk, desto dypere forstår du hvordan universet faktisk fungerer.

"Hvis du tror du forstår kvantefysikk, forstår du det ikke. Men hvis du godtar det merkelige, er du på vei."

— Dr. Rainer Johansen, fysiker og formidler
Annonse

Ofte stilte spørsmål

Hva handler «Klassisk fysikk vs kvantefysikk – hvilken verden er riktig?» om?

Kvantefysikk virker merkelig, men hovedidéene er faktisk ganske intuitive. Vi forklarer forskjellene mellom klassisk og kvantefysikk på en måte som alle kan forstå.

Hva bør du vite om du lever i en verden som følger to helt forskjellige sett med regler?

Når du kaster en ball, vet du nøyaktig hvor den blir – hvis du kjenner startposisjonen, hastigheten, og gravitasjonen. Det er klassisk fysikk, og det fungerer perfekt for ting du kan se og ta på. Men når du zoomer inn til størrelsen av atomer, bruker verden helt andre regler. Intet lenger er sikkert – alt er basert på sannsynlighet.

Hva bør du vite om klassisk fysikk – verden vi ser og forstår?

Klassisk fysikk, utviklet av Newton og forbedret av mange andre, beskriver baller, planeter, og biler perfekt. Her er universet deterministisk: hvis du vet alle betingelsene nå, kan du forutsi fremtiden. Men klassisk fysikk bryter sammen når du møter veldig små eller veldig store systemer. Den kan ikke forklare hvorfor atomer ikke kollapser eller hvorfor elektroner hopper rundt atomkjernen i diskrete skall.

Hva bør du vite om kvantefysikk – sannsynlighetenes verden?

Rundt 1920-1930 innså fysikerne at verden på atomært nivå bare fungerer hvis du tenker på det helt annerledes. En elektron har ikke en bestemt posisjon – den har et 'sky' av sannsynligheten for hvor den kan være. Dette kalles usikkerhetsprinsippet: du kan aldri samtidig vite både hvor en elektron er og hvor fort den beveger seg.

Hva bør du vite om tall og trender?

Kvantefysikk ligger ikke lenger på fakultetene – den driver teknologi og økonomien. Halvledere, LEDs, MRI-maskiner, og lasere fungerer alle på grunn av kvanteeffekter. Quantum computing er en fremvoksende industri som er verdt milliarder.

Hva bør du vite om eksempler fra hverdagen dine?

Solceller fungerer fordi fototer frigjør elektroner fra silisium – en helt kvanteeffekt. Dine LED-lys bruker kvantumsvigging for å produsere lys fra elektrisitet. DNA kan ikke eksistere uten kvantefysikk, fordi de kjemiske bindingene mellom atomer er kvante-fænomener. Selv dine øyne bruker kvantefysikk – en enkelt foton kan utløse en kjemisk reaksjon i stav-celler på netthinnen din.

Norsk Næring
Skrevet avNorsk NæringRedaksjon

Norsk Næring er en del av redaksjonen i Norsk Næring og dekker vitenskap & oppdagelser. Redaksjonen kvalitetssikrer alt innhold mot oppdaterte og pålitelige kilder.

Redaksjonell merknad: Dette innholdet er utarbeidet av Norsk Næring med hjelp av kunstig intelligens og kvalitetssikret av redaksjonen. Informasjonen er ment som generell veiledning og erstatter ikke profesjonell rådgivning. Feil eller unøyaktigheter? Kontakt oss på help@norsknæring.no.