Begrippenlijst
Aangeslagen toestand
Een atomaire toestand met meer energie dan de grondtoestand. In de neonlamp kunnen botsingen elektronen naar aangeslagen toestanden brengen; wanneer zij terugkeren naar lagere niveaus, kunnen fotonen worden uitgezonden.
Achtergrondstraling
Ioniserende straling van een laag niveau die voortdurend in de omgeving aanwezig is en afkomstig is van natuurlijke en door de mens veroorzaakte bronnen.
Apparaatstatus
De verbindingsstatus van de fysieke experimentele hardware. Deze geeft aan of de betreffende detector, QRNG of spectrometer wordt gedetecteerd en verbonden is; dit staat los van de vraag of een experiment op dat moment actief is.
Atoomspectrum
De verzameling discrete golflengten die door een element wordt uitgezonden of geabsorbeerd, doordat elektronen alleen tussen toegestane kwantumenergieniveaus kunnen bewegen. Het experiment Atoomspectrum toont de emissielijnen van neon.
Byte
Een groep van acht bits. In het experiment Quantumwillekeur wordt elke byte weergegeven als een gehele waarde van 0 tot en met 255.
Conditionering
Verwerking die op ruwe fysieke metingen wordt toegepast om vertekening te verminderen en een uniformere stroom willekeurige bits te produceren. Conditionering creëert geen willekeur; zij hervormt gegevens die van de onderliggende fysieke bron afkomstig zijn.
Detectiegevoeligheid
De drempelinstelling die door de lijnendetector van Atoomspectrum wordt gebruikt. Een hogere gevoeligheid laat zwakkere gemeten signalen toe, maar maakt ook de door ruis veroorzaakte verschijning en verdwijning van gedetecteerde lijnen waarschijnlijker.
Detector
Hardware die een signaal produceert wanneer een fysieke gebeurtenis of fluctuatie wordt waargenomen.
Diffractierooster Een optisch element met zeer veel dicht bij elkaar liggende evenwijdige lijnen of groeven. Hierdoor verlaten verschillende golflengten het rooster onder verschillende hoeken en wordt het licht in zijn samenstellende kleuren gescheiden. In de spectrometer van Atoomspectrum zorgt deze scheiding ervoor dat verschillende golflengten op verschillende posities van de camerasensor terechtkomen.
Emissielijn
Licht dat rond een bepaalde golflengte is geconcentreerd doordat een atoom tijdens een overgang tussen toegestane energieniveaus een foton heeft uitgezonden.
Energieniveau
Een toegestane kwantumtoestand van een atoom of elektron met een bepaalde energie. Elektronen in atomen kunnen geen willekeurige energieën tussen deze niveaus innemen.
Experiment
Een pagina die één fysiek meettraject uitlegt en zichtbaar maakt.
Foton
Een kwantum van elektromagnetische straling, waaronder licht.
Fotonschotruis
Onvoorspelbare fluctuaties in het aantal fotonen dat tijdens een bemonsteringsinterval wordt uitgezonden of gedetecteerd. Dit is de kwantumbron die wordt gebruikt door de QRNG die op deze site wordt beschreven.
Fysieke willekeur
Onvoorspelbaarheid die wordt verkregen uit een gemeten fysisch proces en niet uitsluitend door een deterministisch software-algoritme wordt gegenereerd.
Gebeurtenis
Eén geregistreerde detectie of één signaalmonster, afhankelijk van het experiment.
Geiger-Müllerbuis
Een met gas gevulde stralingsdetector. Ioniserende straling brengt een elektrische lawine in het gas op gang en produceert zo een puls die kan worden geteld.
Gemiddelde
Het rekenkundige gemiddelde. In het experiment Quantumwillekeur is dit het gemiddelde van alle verwerkte bytewaarden. Een perfect uniforme verdeling van 0 tot en met 255 heeft een gemiddelde van 127.5.
Golflengte
De afstand tussen de toppen van twee opeenvolgende golven ∿∿∿∿ Voor zichtbaar licht bepaalt deze de kleur en wordt zij doorgaans gemeten in nanometers (nm). Bij een atomaire emissielijn wordt de golflengte van het foton bepaald door het energieverschil tussen de twee atomaire niveaus die bij de overgang betrokken zijn.
Halveringstijd
De tijd waarin een instabiele kern een kans van 50% heeft om te vervallen. Zij beschrijft een waarschijnlijkheid, niet de exacte levensduur van een afzonderlijke kern. De gesimuleerde rubidium-82-kern heeft een halveringstijd van ongeveer 75 seconden.
Ionisatie
Het verwijderen of toevoegen van een elektron, waardoor een atoom of molecuul elektrisch geladen raakt. In de detector voor Natuurlijke straling kan straling een elektron uit een gasatoom stoten en de gemeten puls op gang brengen.
Kalibratie
De koppeling tussen de detectorpositie en de fysieke golflengte. In het experiment Atoomspectrum zet een vaste tweepuntskalibratie met neon de horizontale camerapositie om in golflengte.
Kwantumgebeurtenis
Een afzonderlijke fysische wisselwerking die door de kwantummechanica wordt beheerst, zoals ionisatie door straling, een meetuitkomst in een kwantumgenerator voor willekeurige getallen of de emissie van een foton tijdens een atomaire overgang.
Kwantumgenerator voor willekeurige getallen (QRNG)
Een apparaat dat gemeten kwantumfluctuaties of -uitkomsten omzet in willekeurige gegevens.
Livegegevens
Metingen die van de verbonden fysieke detector of het verbonden instrument worden ontvangen. Op de pagina Atoomspectrum zijn de livegegevens afkomstig van licht dat op dat moment door de continu werkende neonlamp wordt uitgezonden en door de spectrometercamera wordt vastgelegd.
Natuurlijke straling
Ioniserende straling die in de omgeving aanwezig is, waaronder straling uit de bodem, bouwmaterialen, lucht, voedsel, kosmische straling en andere achtergrondbronnen.
Ne I
Spectroscopische notatie voor neutrale neonatomen. De NIST-referentielijnen op de pagina Atoomspectrum zijn sterke Ne I-emissielijnen.
Neon
Een edelgas met atoomnummer 10. Een neutraal neonatoom heeft 10 protonen en 10 elektronen. Aangeslagen neonatomen zenden een karakteristieke verzameling spectraallijnen uit.
Niet-beschikbare gegevens
Een periode of hardwarewaarde waarvoor geen bruikbare numerieke meting bestaat. Dit verschilt van een geregistreerde waarde van nul.
NIST Het National Institute of Standards and Technology, een wetenschappelijk agentschap van de Verenigde Staten dat gezaghebbende referentiegegevens publiceert.
NIST-referentielijn
Een neongolflengte uit de referentietabel van het National Institute of Standards and Technology die op de pagina Atoomspectrum voor vergelijking wordt gebruikt. Deze lijnen zijn referentiegolflengten, geen gemeten intensiteiten van de lamp die op deze website wordt gebruikt.
Onvolledig
Een weergegeven totaal voor een periode met onvolledige dekking door de live detector. De waarde is het werkelijk geregistreerde subtotaal; ontbrekende tellingen worden niet geschat.
Poissonverdeling
Een statistische verdeling voor het aantal onafhankelijke gebeurtenissen dat in gelijke intervallen plaatsvindt wanneer de gemiddelde snelheid ongeveer constant is. De pagina Natuurlijke straling vergelijkt de waargenomen tellingen van volledige minuten met deze verdeling.
Pseudowillekeurig
Geproduceerd door een deterministisch algoritme op een manier die willekeurig lijkt. Een pseudowillekeurige reeks kan worden gereproduceerd wanneer het algoritme en de begintoestand bekend zijn.
Quantumwillekeur
Willekeur die voortkomt uit kwantummeetuitkomsten, zoals fotondetecties in een kwantumgenerator voor willekeurige getallen.
Radioactief verval
Een spontaan kwantumproces waarbij een instabiele atoomkern van toestand verandert en straling uitzendt. De exacte vervaltijd van één kern kan niet worden voorspeld.
Resolutie
De kleinste afstand die een instrument betekenisvol kan onderscheiden. De spectrometer van Atoomspectrum heeft een golflengteresolutie van ongeveer 2–3 nm, waardoor nabijgelegen spectraallijnen kunnen samenvloeien en gemeten piekposities niet exact met referentiegolflengten hoeven overeen te komen.
Rubidium-82
Een radioactieve isotoop van rubidium met een halveringstijd van ongeveer 75 seconden. Het experiment Schrödingers kat simuleert het verval van één rubidium-82-kern; er is fysiek geen rubidium-82 aanwezig.
Schrödingers kat
Een gedachte-experiment dat het onzekere verval van een radioactieve kern koppelt aan het lot van een kat in een gesloten doos en zo de moeilijkheid illustreert van het toepassen van kwantumsuperpositie op macroscopische voorwerpen.
Spectraallijn
Een smal kenmerk bij een bepaalde golflengte in een spectrum. In het experiment Atoomspectrum ontstaan de gedetecteerde spectraallijnen door gekwantiseerde overgangen in neonatomen.
Spectrometer Een instrument dat licht op golflengte scheidt. In het experiment Atoomspectrum gaat licht van de neonlamp door een smalle spleet en wordt het door een diffractierooster in de spectrometer in zijn samenstellende kleuren gesplitst. Verschillende golflengten komen vervolgens op verschillende posities van de camerasensor terecht en leveren zo het live spectrum voor het experiment.
Spectrum
De verdeling van licht over de golflengte. Een continu spectrum bevat een breed bereik aan golflengten; een atomair emissiespectrum bevat discrete spectraallijnen.
Standaardafwijking
Een maat voor de spreiding rond een gemiddelde of verwachte waarde. Op de pagina Quantumwillekeur vat zij samen hoe ver de 256 waargenomen bytepercentages verspreid liggen rond het verwachte percentage van 0.390625%.
Superpositie
Een kwantumbeschrijving waarin meerdere mogelijke toestanden samen worden weergegeven totdat een meting een definitieve uitkomst oplevert. In Schrödingers gedachte-experiment leidt dit tot de geïdealiseerde beschrijving van de kat als zowel levend als dood terwijl de doos gesloten is.
Telling
Eén elektrische puls die door de stralingsdetector wordt geregistreerd. Een telling duidt op een gedetecteerde wisselwerking, niet op een rechtstreekse meting van de stralingsdosis.
Tellingen per minuut (CPM)
Het aantal detectortellingen dat gedurende één minuut wordt geregistreerd. CPM hangt af van de detector, de gevoeligheid ervan, de omgeving en het stralingsveld.
Verstrengeling
Een kwantumrelatie waarin de toestand van een samengesteld systeem niet volledig kan worden beschreven als onafhankelijke toestanden van de delen ervan. In Schrödingers gedachte-experiment worden de kern, de detector, het gifmechanisme en de kat aan dezelfde uitkomst gekoppeld.
Vervaltijd
Het tijdstip waarop een bepaalde instabiele kern vervalt. Voor een afzonderlijke kern is dit onvoorspelbaar; alleen de waarschijnlijkheid van verval gedurende een interval kan worden gespecificeerd. In het experiment Schrödingers kat wordt deze tijd gesimuleerd op basis van de uitvoer van de QRNG.
Verwachte verdeling
De theoretische verhoudingen die worden verwacht wanneer een experiment vaak wordt herhaald. Voor Natuurlijke straling is de verwachte verdeling van tellingen per minuut een Poissonverdeling die uit het waargenomen gemiddelde wordt berekend. Voor uniform willekeurige bytes heeft elk van de 256 mogelijke waarden een verwachte frequentie van 1 / 256, oftewel 0.390625%.
Volledige periode
Een dag, week of maand die voldoet aan de regels voor meetdekking die voor langetermijngemiddelden worden gebruikt. Voor Natuurlijke straling vereist een dag ten minste 99% van de verwachte live monsters van één seconde; voor een week of maand moet elke opgenomen dag volledig zijn.