(Dit artikel is eerder verschenen in de NVOX quantum special, april 2025)
CERN Science Gateway is een nieuw wetenschapscentrum dat in oktober 2023 zijn deuren opende bij de deeltjesversneller in Genève. Dit educatieve complex van 8000 vierkante meter is gratis toegankelijk voor het publiek en heeft als doel om wetenschap, en specifiek deeltjesfysica, dichter bij het grote publiek te brengen.
Wees een elektron!
In deze Quantum World-ruimte maken bezoekers kennis met de quantumwereld alsof ze zelf een elektron zijn. In groepjes van maximaal acht personen, uitgerust met een audiogids, gaan de bezoekers op een vijftien minuten durend interactief avontuur door verschillende kamers. Door projecties op de wanden en vloeren ervaren ze de quantumeffecten uit eerste hand. Alsof ze zelf een elektron zijn, maken ze kennis met hun golffunctie en verkennen ze het onbepaaldheidsprincipe. Vervolgens ontdekken ze meer over quantumtunneling, en in de laatste ruimte maken ze kennis met begrippen als superpositie en verstrengeling (quantum entanglement). Bij het naar buiten gaan wandelen ze door een dubbele deur, waar een interferentiepatroon zichtbaar wordt. Dit visuele experiment biedt een concrete illustratie van de golf-deeltje-dualiteit. Deze unieke beleving maakt de abstracte wereld van quantummechanica toegangelijk en memorabel.
Speelse opstellingen
Naast de immersieve ervaring biedt de tentoonstelling diverse speelse interactieve opstellingen. Hierin komen bezoekers meer te weten over enkele principes van de quantummechanica:
- Onzekerheidsprincipe: Tijdens een partijtje quantumtennis ervaren bezoekers dat het onmogelijk is om bepaalde fysische eigenschappen gelijktijdig exact te meten. Zo ontdekken ze dat je bijvoorbeeld niet tegelijkertijd zowel de exacte positie als de impuls van een deeltje kunt bepalen.
- Quantisatie: Het woord quantum komt van het begrip quantisatie. Dit concept wordt op speelse wijze uitgelegd in Quantum Karaoke, waar bezoekers het fenomeen zelf al zingend kunnen ontdekken.
- Golf-deeltje dualiteit: Met tastbare objecten en animaties kunnen bezoekers het beroemde tweespletenexperiment van Thomas Young simuleren. Zo ontdekken ze hoe elementaire deeltjes zich soms als golven gedragen en soms als deeltjes.
- Quantumverstrengeling: Deeltjes die dicht bij elkaar zijn, kunnen ‘verstrengeld’ raken, waarbij hun eigenschappen met elkaar verweven zijn. Dit effect blijft bestaan, ongeacht de afstand tussen de deeltjes. In de tentoonstellingsruimte hangen vijf ‘deeltjes’ en bezoekers zoeken uit welke twee ‘deeltjes’ met elkaar verstrengeld zijn.
- Quantumtunneling: In de quantumwereld lijkt alles mogelijk, hoe onwaarschijnlijk het ook lijkt. Bezoekers kunnen dit ervaren in de opstelling over quantumtunneling, waarin ze ontdekken dat deeltjes soms barrières kunnen overschrijden die normaal onoverkomelijk lijken.
- We leven in een quantumwereld: Quantummechanica heeft vele toepassingen, van de elektronica die we dagelijks gebruiken tot quantumcomputing en cryptografie. Daarnaast helpt het ons ook om biologische processen beter te begrijpen, zoals fotosynthese in planten en het oriëntatievermogen van vogels.
- Virtuele deeltjes: Door met een fysieke pomp een virtuele doos met lucht leeg te pompen ontdekken bezoekers dat een lege ruimte nooit echt helemaal leeg is. In een tweede stap kunnen ze het Casimir-effect waarnemen, wanneer twee geleidende platen in vacuüm extreem dicht bij elkaar worden gebracht, buigen ze naar elkaar toe.
- Quantum in het universum: Korte filmpjes tonen de rol van quantummechanica in ons universum; onder andere zwarte gaten komen hier aan bod.
Praktische info
Alle opstellingen zijn beschikbaar in vijf talen: Frans, Engels, Duits, Italiaans en Spaans. CERN Science Gateway is open van dinsdag tot zondag van 9 tot 17 uur. Een bezoek is gratis. Groepen moeten vooraf reserveren. Voor meer informatie, zie https://visit.cern/
