Tio experiment som förändrade världen

2002-10-08 23:00  

Steg för steg har vetenskapsmännen öppnat våra ögon och fått oss att tänka i nya banor. Deras geniala experiment, lika enkla som övertygande, är grunden för vår moderna världsbild.

Tio omvälvande experiment har påverkat vår världsbild mer än något annat. Det anser i alla fall de drygt tvåhundra läsare som svarade när fysiktidningen "Physics World" frågade om vilket som är "det allra vackraste experimentet inom fysiken".

Bland de tio finns Eratosthenes experiment som visade att jorden faktiskt är rund. Med hjälp av en djup brunn, och en enkel träpinne, upptäckte den egyptiske bibliotekarien att solen stod högre på himlen i Assuan än hemma i Alexandria. Långt före Jesus födelse räknade han sedan ut jordens omkrets på fem procent när.

Tvåtusen år senare visade fransmannen Jean Foucault att samma jord vrider sig runt sin egen axel. Hans trettio kilo tunga järnlump, pendlande i en sjuttio meter lång ståltråd, vred sig ett varv över Panthéons golv på ett dygn.

Den snurrande jorden har också en dragningskraft, men först när italienaren Galileo Galilei kastade ut olika tunga föremål från lutande tornet i Pisa kunde världen se att de nådde marken samtidigt. När han sedan släppte stålkulor utför lutande rännor, kunde samma värld se att de rullade fortare och fortare, helt enligt tyngdkraftens formel för acceleration.

Engelsmannen Henry Cavendish visade att tyngdlagen inte bara gäller jorden. Med sin pendel, av två stålkulor i vardera änden på en vågrätt upphängd pinne, visade han att kulorna drogs mot två tunga blyklot intill.

"Gravitation" är annars Isaac Newtons grej. Men brittens mest minnesvärda experiment är när han delade upp dagsljuset i regnbågens alla färger med ett glasprisma.

Thomas Young, även han från England, visade med sitt dubbelspalt-experiment att Newton hade fel när han påstod att ljus består av partiklar. När spalterna delade upp en ljusstråle i två, började de samverka med varandra som vore de vågor på vatten. Det uppkomna interferensmönstret avslöjade att ljuset var en vågrörelse.

Samma experiment gjordes om långt senare av tysken Claus Jönsson, nu med elektroner istället för ljus. Förbluffande nog betedde sig även elektronerna som vågorna på vattnet och bildade det karakteristiska mönstret. De två dubbelspaltexperimenten bevisar en av kvantmekanikens hörnpelare; att partiklar och vågor i grunden är samma sak. Så Newton fick trots allt rätt om sina ljuspartiklar.

När elektronen inte beskrivs som en våg, är den en elektriskt laddad partikel. Amerikanen Robert Millikan lyckades mäta den extremt svaga laddningen med sitt experiment där han fick små oljedroppar, laddade med elektroner, att sväva mellan två spänningssatta metallplattor.

Elektronen ansågs länge vara en ingrediens i "atomkakan", tillsammans med neutroner och protoner i en salig röra. Men engelsmannen Ernest Rutherford visade att alla protonerna var samlade i en liten kärna i atomens mitt. När han besköt atomen med laddade heliumkärnor, och studerade hur de spreds, kunde han räkna ut atomkärnans storlek.

Av de tio fysikexperimenten ansågs Claus Jönssons dubbelspaltexperiment med elektroner vara det allra vackraste. Det bevisar, i all sin renhet och tydlighet, riktigheten i den märkliga kvantmekaniken som är en av fysikens mest svårsmälta teorier.

Anders Wallerius

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt