Thermodynamisch transportapparaat

Welkom in de wondere wereld van de kwantumme-chanica. Onderzoekers uit, onder meer, Duitsland en Baskenland (Sp) hebben aangetoond dat energie of deeltjes van richting (kunnen) veranderen door waarneming (op macroschaal is dat kijken, bijvoorbeeld). Volgens de aloude thermodynamica stroomt de energie (warmte) van heet naar koud of water van hoog naar laag. Dat gebeurt ook in kwantumsystemen, maar een kwantumwaarnemer kan dat veranderen. Hoe kan dat? Tip: waarneming is geen energieloos proces. Je kunt de stroom van een rivier niet de andere kant op kijken. Iets soortgelijks voor elektrische stroom. Die stromen volgen de wetten van de thermodynamica. Dat gebeurt ook in de kwantumwereld, maar daar heeft kijken/waarnemen wel degelijk invloed op de stroomrichting van deeltjes of energie.

Volgens Ángel Rubio, verbonden aan de Baskische universiteit UPV/EHU en directeur van het Max Planck-instituut in Hamburg, is dat niet in strijd met fundamentele natuurkundewetten. Ook is er bij het genoemde voorval geen energie uit niets ontstaan. Met een waarnemer breng je een obstakel in het systeem, legt Rubio uit. Alsof je een pijpleiding wil afsluiten waardoor water stroomt. Uiteindelijk kan dat leiden tot de omkering van de waterstroom. Sorry, Rubio, maar ik zit nog steeds met het idee dat kijken/waarnemen geen energieloos proces is, maar ik ben geen geleerde laat staan een kwantumdeskundige.

Onderzoekers waren verbaasd toen ze dat fenomeen ontdekten (onderzoekers zijn ook gewone mensen). Ze hebben hun ideeën getest op een apparaat dat kwantumdeeltjes transporteert: een thermodynamische transporteur. Rubio: “Aanvankelijk dachten we dat we fout zaten. We hadden verwacht dat we veranderingen zouden waarnemen en dat het mogelijk was het transport stil te zetten, maar niet dat de stroom zich helemaal zou omkeren.”
Die verandering van stroomrichting kan worden gestuurd door de plaats van de waarnemer te veranderen. Er zijn echter specifieke gebiedjes waar dat niet gebeurt. De kwantummechanica blijft verbazen.

Toepassingen

Als je warmte of een deeltjesstroom kunt sturen door waarneming, dan zou je daar allerlei toepassingen bij kunnen bedenken, maar Rubio denkt dat die nog wel een eind weg liggen. “We werken vanuit een theoretisch perspectief. We hebben een eenvoudig model voorgesteld en de theorie kan makkelijk worden geverifieerd aangezien alle energie en entropie worden behouden. Zo’n proef doen is een ander verhaal. Zo’n apparaat bestaat en dat in productie brengen is te doen, maar het is nu niet mogelijk dat op een beheerste manier te doen.”

Bron: Alpha Galileo