Toegangseisen
De minor De Mysterieuze Realiteit is toegankelijk voor alle bachelorstudenten met een interesse in de revolutionaire concepten over ons wereldbeeld volgend uit de relativiteitstheorie en quantummechanica. Daarom worden de vakken zo opgezet dat er geen andere voorkennis wordt verondersteld dan de wiskunde van de middelbare school.
Studenten afkomstig uit de bachelorprogramma’s Natuurkunde en Sterrenkunde van de Universiteit Leiden en studenten van de bacheloropleiding Applied Physics van de TU Delft zijn uitgesloten van deelname.
Beschrijving
De quantumtheorie is rond 1920-1930 ontwikkeld als mogelijke verklaring voor een aantal onbegrepen experimentele waarnemingen en fenomenen zoals het foto-elektrisch effect en de vreemde structuur van atomen en moleculen. Dit waren waarnemingen die niet verklaard konden worden binnen de klassieke natuurkunde. Ze leken een volledig nieuw paradigma in de manier waarop we over de natuur nadachten te dicteren. Deze theorie was een groot succes, maar bevatte zulke vreemde nieuwe ideeën dat niet iedereen in de theorie geloofde. Zo kan een voorwerp tegelijkertijd een golf en een deeltje zijn (golf-deeltjes dualiteit), kan de toestand van een voorwerp veranderen als je er alleen maar naar kijkt (Schrödingers kat) en speelt waarschijnlijkheid een dominante rol (Einstein vond dit onacceptabel en zei ‘God doesn’t play dice’). In dit vak bespreken we de bovenstaande ideeën en aanverwante onderwerpen zoals de onzekerheidsrelatie van Heisenberg, waarschijnlijkheidsgolven, quantumtunneling, het meetprobleem en quantumverstrengeling. We leren hoe quantumtheorie de microscopische wereld beschrijft.
Aangezien quantummechanica zo’n radicaal ander beeld van de werkelijkheid geeft, is het niet vreemd dat er ook filosofische vragen bij komen kijken. Zo zou het kunnen zijn dat de wereld fundamenteel indeterministisch is, of juist dat er meerdere parallelle universa naast elkaar bestaan. Dit hangt af van hoe je het formalisme van quantumtheorie interpreteert. We zullen daarom ook een aantal vooraanstaande interpretaties van de theorie behandelen.
Veel moderne ontwikkelingen in de quantummechanica maken gebruik van quantumverstrengeling, dat een, haast magische, koppeling van meerdere onderdelen van een systeem beschrijft. We bespreken welke experimenten met verstrengelde paren fotonen in de periode 1980-2023 ons begrip van quantumverstrengeling hebben gevormd en waarom en hoe dit fenomeen de basis vormt voor quantumcomputers en quantumcommunicatie. Verdere toepassingen van de nieuwe quantumtechnologie, die soms quantum 2.0 wordt genoemd, worden behandeld in blok 2. Zoals eerder al is aangegeven, is natuurkunde een experimentele discipline en als onderdeel van dit vak gaan we met experimenten in het Leidse ‘quantum Rules!’ Lab zelf ervaren wat de quantum wereld in de praktijk betekent.
Leerdoelen
Aan het eind van deze cursus heeft de student de belangrijkste concepten van de quantummechanica begrepen en inzicht verkregen in hun filosofische betekenis. Ook heeft de student begrepen hoe dit theoretisch fundament gebouwd is op de resultaten van natuurkundige experimenten, en is er een kader ontwikkeld om informatie over eigentijdse innovaties beter op waarde te kunnen schatten.
Rooster
In MyTimetable kun je alle vak- en opleidingsroosters vinden, waarmee jij je persoonlijke rooster kunt inzien.
Daarnaast kun je My Timetable gemakkelijk koppelen aan een agenda-app op je telefoon en worden roosterwijzigingen automatisch in je agenda doorgevoerd; bovendien ontvang je desgewenst per e-mail een notificatie van de wijziging. Je kunt notificaties aanzetten bij Instellingen, nadat je bent ingelogd.
Vragen? Bekijk de video, lees de instructie of neem contact op met de ISSC helpdesk.
Onderwijsvorm
Naast het meegeven van wetenschappelijke concepten willen we de studenten meegeven dat de natuurkunde een discipline is waar experimentele waarnemingen een belangrijke rol spelen. Daarom zullen demonstratieproeven, YouTube filmpjes en zelf uit te voeren experimenten worden ingezet om te ervaren wat de impact van de theorie in de praktijk betekent.
Per week zijn er per vak twee colleges: een hoorcollege over de theoretische concepten, en een praktisch georiënteerd werkcollege, waarin de studenten op een creatieve manier aan de slag gaan om zich de concepten eigen te maken die in het college behandeld zijn.
Voor meer informatie zie Brightspace
Toetsing en weging
Om de kennis en het inzicht van de studenten te beoordelen maken we gebruik van korte (multiple-choice) testen die tijdens de (verplichte) werkcolleges afgenomen zullen worden. Als aanvulling is er ook de mogelijkheid om met individuele assessments te werken over specifieke onderwerpen die behandeld zijn in de (werk)colleges.
Herkansing, inzage & nabespreking
Tweemaal per studiejaar wordt de gelegenheid geboden tot het afleggen van het tentamen verbonden aan elk van de onderwijseenheden die in dat jaar worden aangeboden. Voor praktische oefeningen bepaalt de examencommissie de wijze van herkansing.
Voor inzage en nabespreking zie Brightspace.
Literatuurlijst
Zie Brightspace.
Inschrijven
Aanmelding gaat via EduXchange en is mogelijk van 19 mei 13:00 t/m 30 juni 23:59 2026.
Voor de vakken en activiteiten die binnen het minor-programma vallen word je, na toewijzing door de opleiding, door de opleiding in samenwerking met de studentenadministratie ingeschreven. Dit geldt in ieder geval voor de FWN-minoren. Let op dat je je wel voor een eventuele herkansing zelf moet inschrijven.
Contact
Voor inhoudelijke vragen, neem contact op met de docent (rechts in de informatiebalk). Voor informatie over inschrijvingen, toelating, etc., neem contact op met de onderwijsadministratie van de opleiding Natuurkunde: minor@physics.leidenuniv.nl