
English: 
Okay, so you said you were robbed
Yes! I was walking in the street and then this thing... this..
ELECTRON... it just waved friendly and then *took* my phone
Hmhm hmhm. Sir, I'm gonna show you a line up. Could you please identify the robber?
Ehm
But... but they are all the same...!
Welcome to Fundamentally Explained!
Here we try to uncover the mysteries of the smallest building blocks of nature
Our best understanding of these building blocks -- or particles, as they are called --
is encoded in a theory called "The Standard Model".
It contains 17 unique particles and one of these particles is the electron.
Electrons from electricity, are key components to atoms and molecules
and essentially govern all of chemistry.

Dutch: 
Oké, u zei dat u overvallen bent.
Ja! Ik liep gewoon en toen kwam dit ding.. dit...
ELEKTRON... het zwaaide vriendelijk en *pakte* toen gewoon mijn telefoon.
Hmhm hmhm. Meneer, kunt u in deze rij de overvaller identificeren alstublieft?
Ehm...
Maar... maar ze zijn allemaal hetzelfde!
Welkom bij Fundamentally Explained!
Hier proberen we de mysteries van de kleinste bouwstenen van de natuur te ontrafelen.
De beste theorie over deze bouwstenen -- of deeltjes zoals ze worden genoemd --
is gevat in "Het Standaard Model".
Het bevat 17 unieke deeltjes en één van deze deeltjes is het elektron.
Elektronen vormen elektriciteit, zijn belangrijke onderdelen van atomen en moleculen
en maken vrij letterlijk scheikunde mogelijk.

English: 
Electrons, like all other particles, have very specific properties.
They have a very specific mass, for example.
And a very specific electrical charge.
These properties, and all others, are exactly the same for all electrons.
Like, *exactly* the same.
This makes every electrons absolutely identical to all other electrons.
Experimentally this is super nice:
it allows you to find out whether or not a particle is an electron.
Theoretically however you can ask the reasonable question:
but... whyyyyy?
How can that be?
Even the most precise factory in the world churns out its products with ever so slight differences.
But apparently nature can create electrons that are identical in every way imaginable.
In this video we will explore exactly *that* mystery
and try to answer the question:

Dutch: 
Elektronen hebben, zoals alle andere deeltjes, heel specifieke eigenschappen.
Zo hebben ze een heel specifieke massa bijvoorbeeld.
En een specifieke elektrische lading.
Deze -- en al hun andere eigenschappen -- zijn hetzelfde voor *alle* elektronen.
Maar dan ook echt *exact* hetzelfde.
Dit zorgt ervoor dat elk elektron absoluut gelijk is aan alle andere elektronen.
Dit is supertof voor experimenten:
op deze manier kunnen we er namelijk achter komen of een deeltje een elektron is of niet.
Meer fundamenteel kun je je echter ook terecht afvragen:
maar... waarom?!
Hoe kan dat?
Zelfs de beste fabriek maakt producten met de substielste verschillen.
Maar de natuur kan blijkbaar elektronen maken die perfect gelijk zijn.
In deze video verkennen we precies dat mysterie
en proberen we een antwoord te vinden op de vraag:
Waarom zijn alle elektronen hetzelfde?

English: 
To understand why all electrons are the same we need to get an answer
to an even more fundamental question.
What *are* electrons exactly?
The answer to that question can be found in what is possibly the most ill-explained experiment in all of physics.
The double-slit experiment
The idea behind this experiment is actually rather simple.
Fire electrons in the direction of a plate with two small slits in it.
And see where they end up on a screen that is placed behind the slits.
If electrons are like small little objects, they would create the image of the two slits on the screen.
When the experiment was performed however, the pattern they got was...
this...
Not exactly a pattern of two slits, is it?
This is what is called an interference pattern
and it proves that electrons are not small little objects, but in fact waves.
I know this sounds weird and counterintuitive,

Dutch: 
Om te begrijpen waarom alle elektronen hetzelfde zijn, moeten we een antwoord hebben
op een nog fundamentelere vraag.
Wat *zijn* elektronen eigenlijk precies?
Het antwoord daarop kan worden gevonden in het slechtst uitgelegde experiment uit de natuurkunde:
het tweespletenexperiment.
Het idee achter dit experiment is eigenlijk best wel simpel.
Schiet elektronen richting een plaat waar twee smalle spleten inzitten
en bekijk vervolgens waar de elektronen belanden op een plaat die achter de spleten is geplaatst.
Als elektronen kleine voorwerpen zijn, zullen ze een afbeelding van de twee spleten vormen op de plaat.
Bij het uitvoeren van het experiment is de uitkomst echter...
dit...
Niet bepaald een afbeelding van de spleten, wel?
Dit is wat we een interferentie patroon noemen
en het bewijst dat elektronen niet kleine voorwerpen zijn, maar eigenlijk golven.
Ik begrijp dat dit gek klinkt

Dutch: 
maar laten we voor nu aannemen dat dit waar is en kijken of we daarmee het patroon kunnen verklaren.
In het experiment wordt het elektron afgevuurd richting de spleten.
Laten we dus aannemen dat het elektron een golf is en laten we een bovenaanzicht van het experiment bekijken.
Zoiets als dit.
Nadat we het elektron richting de spleten hebben afgevuurd gaat het door de spleten heen.
De golf breidt zich daarna als een halve cirkel uit, vanuit beide spleten, richting het scherm.
Deze golven kunnen elkaar versterken op plekken waar ze elkaar tegenkomen.
Namelijk op plekken waar hun pieken overlappen, of waar hun halen dat doen.
Op andere plekken gebeurt weer het tegenovergestelde.
Daar overlapt het dal van de ene golf met de piek van de ander.
Waar dit gebeurt doven ze elkaar effectief uit.
Deze interferentie is karakteristiek voor golven en kan inderdaad worden gezien op ons scherm.
Een mooi periodiek patroon met plekken waar veel elektronen zijn beland
en plekken waar er maar weinig terecht zijn gekomen.
Dit laat inderdaad zien dat elektronen golven zijn.

English: 
but let us assume for the moment it is true and try to understand the pattern that we see.
In the experiment the electron is fired towards the slits.
Let us assume the electron is indeed a wave and have a look at the top-view of the experiment.
Something like this.
Having fired the electron towards the slits, after it passes through the narrow slits
The wave expands in a circle-like pattern from both slits towards the screen.
These circular waves can strengthen eachother at places where they meet.
At places where their troughs meet, or where both their crests meet.
At other places the opposite happens.
The crest of one wave meets the trough of the other.
When this happens the waves essentially cancel eachother out.
This interference is characteristic for waves and can indeed be seen on our measurement screen.
A nicely repeating pattern of places where there are many electrons
and places where there are very few of them.
This shows that electrons are indeed waves.

Dutch: 
Oké, dus elektronen zijn golven, maar als we het patroon van wat dichterbij bekijken
dan zien we dat het bestaat uit puntjes.
Elk puntje is een elektron dat het scherm heeft geraakt.
Maar dat is niet wat je zou verwachten voor een golf, toch?
Zou die niet een mooier en gladder patroon geven?
Betekent dit dat elektronen *toch* kleine objecten zijn, en geen golven?
Wat is er hier aan de hand?
Maffe kwantum shizzle, dat is er aan de hand.
Ervan uitgaande het elektron een golf is kunnen we het patroon perfect verklaren.
We begrijpen alles, *totdat* het elektron het scherm raakt.
Wanneer het dit doet
-- en we een meting doen aan de positie van het elektron --
lijkt de golf 'in elkaar te storten'.
Het *kiest* een positie om zichzelf toe te versmallen.
Het *meten* van de golf doet de golf *veranderen*.
Omdat we nog steeds een interferentiepatroon hebben
weten we dat het ineenstorten van de golf niet willekeurig is.
Het elektron is heel waarschijnlijk om te zijn waar de golf sterk is
en heel onwaarschijnlijk waar de golf zwak is.

English: 
Okay, so electrons are waves, but if we look closely at the interference pattern
we see that it consists out of dots.
Each dot is an electron that hit the screen.
But that is not what you would expect for a wave, right?
Wouldn't those give a more nice and smooth pattern?
Does this mean that electrons are small little objects after all and not waves?
What is going on?
Turns out the answer is: some quantum weirdness, that is what is going on.
Using the idea that the electron is a wave we can fully explain the pattern
Everything that is going on BEFORE the electron hits the screen.
When it eventually hits the screen
-- where the measurement of the position of the electron actually takes place --
the wave seems to collapse.
It chooses a position to narrow its wave down to.
The act of *measuring* the wave, *changes* the wave.
As we can still see the interference pattern, we know the collapse is not random.
The electron is very likely to turn up where the wave is strong
and very unlikely to be found where the wave is weak.

Dutch: 
Ik kan me voorstellen dat dit allemaal wat strange klinkt.
Maar dat doet het alleen, omdat het strange *is*.
En we kunnen het zelfs nog strange-er maken!
Laten we in hetzelfde experiment nu de positie van het elektron niet alleen bij het scherm bepalen
maar ook bij de spleten.
Zoals we zagen zorgt dit ervoor dat de golf in elkaar stort. Nu niet alleen bij het scherm
maar ook bij de spleten.
Dit zorgt er dan weer voor dat de golf niet door beide spleten gaat
maar effectief een spleet *kiest* om doorheen te gaan.
Na deze keuze golft de golf door, totdat het 't scherm raakt.
waar deze wederom in elkaar stort.
Omdat er nu geen golf meer is uit de andere spleet om mee te interfereren
is het patroon op het scherm nu een vervaagde afbeelding van de twee spleten.
De grote vraag is dan natuurlijk:
Hoe kan het meten van een elektron de golf veranderen?
En ik zou je het antwoord met alle liefde willen geven, maar ik weet het niet.
Stoo- stop! Niet de video afsluiten! Niemand weet het antwoord.

English: 
Now I can understand if this all sounds a bit strange.
But that is only the case because it *is* strange.
And we can make the experiment even stranger!
Let us take the same experiment, but now detect the position of the electron not only at the screen
but also at the slits.
This causes the wave to collapse, choosing not only a position at the screen
but also at the slits.
As a result the wave does not go through both slits anymore
but effectively *chooses* a slit to go through.
After this choice is waves on, until it hits the screen
where again the wave collapses into a specific position.
As there is no wave from the other slit to interfere with anymore
the pattern on the screen is just a blurred image of the two slits.
The big question is then of course:
How can the act of measuring the electron change its wave?
And I would love to tell you the answer, but I don't know it.
Don't don't close the video! Nobody know the answer!

Dutch: 
Het is een van de grootste mysteries van de moderne natuurkunde.
Zoals elk goed mysterie heeft ook deze een naam gekregen:
Het meetprobleem.
Oké, het is niet de meest pakkende naam ooit,
maar ik denk toch dat het beter is dan een meer menselijke naam...
De nobelprijs voor de natuurkunde is dit jaar voor het vinden van een fundamentele oplossing
voor het welbekende probleem:
Tsjibbe
We hadden het natuurlijk ook een nog matigere naam kunnen geven.
Stel je voor dat we het iets stoms als "Het Standaard Model" hadden genoemd.
Dat zou echt belachelijk zijn.
Wie bedenkt er nu zo'n karige naam voor iets wat zo groot en belangrijk is?!
Dat zou echt... *snikt*
*hoest en herpakt zichzelf*
Toen we het experiment bekeken noemde ik het 't slechtst uitgelegde experiment is in de hele natuurkunde.
De reden hiervoor is dat toen we de positie van de elektronen bij de spleten maten

English: 
It is one of the biggest mysteries in modern physics.
And as with any other good mystery, people have given it a name.
The measurement problem
True, it is not the most catchy name ever,
but I guess it is better than a more human name...
This years Nobel prize for physics is awarded for finding a fundamental solution
to the longstanding problem of...
Steve
On the other hand we could have also given it a much lamer name.
Imagine we would have called it something stupid as "The Standard Model".
That would be totally rediculous.
Who would come up with such a lame name for something this important and big?!
That would be... *sobs*
*coughs*
When we looked at the experiment I said that this is possibly the most ill-explained of all physics experiments.
The reason is that especially when we detected the position of the electron at the slits

Dutch: 
een natuurlijke interpretatie zou kunnen zijn dat het elektron van een golf in een deeltje is *verandert*.
Het zou het nieuwe patroon kunnen verklaren.
Meestal hoor je het experiment dus uitgelegd als:
Elektronen gedragen zich soms als deeltjes -- kleine objecten -- en soms als golven.
Dit noemen we de golf-deeltje dualiteit.
Jouw meting bij de spleten *veranderde* de golf in een deeltje
wat het nieuwe patroon verklaart dat we zien als we het elektron bij de spleten meten.
Alhoewel dit inderdaad het probleem op kan lossen
maakt het 't elektron tot een gek soort magisch ding.
Een ding dat op elk moment kan kiezen wat het wil zijn.
Alhoewel dit natuurlijk erg empowering is voor het elektron
-- en begrijp me niet verkeerd: alle power voor en van het elektron --
zou het ook betekenen dat we alle hoop verliezen dat we überhaupt ooit kunnen begrijpen wat er gebeurt.
Gelukkig is sinds het experiment ons begrip van zowel het experiment als van elektronen verbeterd

English: 
an interpretation as: "the electron wave *changed* into a particle", seems to make kinda sense.
It would explain the new pattern.
So most of the time you will hear the experiment explained as:
Electrons sometimes behave as particles -- or rather: objects -- and sometimes as waves.
This is what we call: the wave-particle duality.
Your measurement at the slits simply *changed* the wave into a particle
which we explains the new pattern we see when we measure the electron at the slits.
Although this interpretation indeed solves the problem
it also makes the electron into some kind of magical entity.
An entity that can choose whatever it wants to be.
Although this is of course very empowering for the electron
-- and don't get me wrong: all power to and from the electron --
it would also mean that we would lose all hope of ever being able to understand what is happening.
Luckily our understanding of the experiment and electrons has advanced since then

English: 
so that we now know that electrons are *always* waves.
What we called a particle thus far, is just a highly localised wave.
Yes, we get this mysterious measurement problem for it in return,
but at least now we can predict -- up until and right after the measurement at the slits --
how the electrons in our experiment behave.
This raises however a new problem.
If electrons are waves, what are they the waves of?
What exactly is waving?
Sound waves are waves of density in air
Water waves are... well... waves in water.
In a similar manner: electrons are waves in what is called "a field".
A field is something... kinda...  a bit like a pool.
Just like a pool can be filled with water on which waves can exist
so is the universe filled with an electron field
in which particle waves can exist.
All electrons, everywhere in the universe, are waves in this single electron field.

Dutch: 
waardoor we nu weten wat elektronen *altijd* golven zijn.
Wat we tot dusver een deeltje hebben genoemd, is simpelweg een heel kleine, lokale golf.
Ja, we hebben nu wel dit mysterieuze meetprobleem,
maar we kunnen nu wel precies voorspellen wat er gebeurt in ons experiment
tot vlak voor en vanaf vlak na het meten van het elektron bij de spleten.
Een nieuw probleem reist echter op.
Als elektronen golven zijn, waar zijn zij dan de golven van?
Wat golft er precies?
Geluidsgolven zijn golven van luchtdichtheid.
Watergolven zijn.. nou ja... golven in water.
Op eenzelfde manier zijn elektronen golven in een "veld".
Een veld is als... een beetje.. zoiets als een zwembad.
Net zoals een zwembad gevuld kan zijn met water waar golven in kunnen bestaan
zo is het universum gevuld met een elektronveld
waarin deeltjesgolven kunnen bestaan.
Alle elektronen, overal in het universum, zijn golven in dit enkele elektronveld.

English: 
And it is THIS fact that causes all electrons to be indistinguishably the same.
Yes, we are finally getting to that answer xD
Electrons are the same because they are waves
and these waves get their properties from the field that they exist in.
To go back to the "a field is like a pool"-idea:
the behaviour of the waves on the pool is determined by the stuff in the pool.
Waves in water behave differently that waves in honey, or waves in sand
or whatever other stuff you could fill your pool with.
The medium determines how the waves behave, and so does a field.
The fact that different particle types behave differently and have different properties
is therefore because their fields differ.
Each of the particle types that we know has its own field.
There is a field for particles that form light, a field for higgs particles
and so on and so on for all of the 17 particle types in the Standard Model.

Dutch: 
En het is PRECIES dit dat ervoor zorgt dat alle elektronen hetzelfde zijn.
Ja, we komen eindelijk aan bij het antwoord xD
Elektronen zijn hetzelfde omdat ze golven zijn.
Deze golven krijgen hun eigenschappen van het veld waar ze onderdeel van zijn.
In de "een veld is als een zwembad" metafoor:
het gedrag van de golven in het zwembad wordt bepaald door het spul waarmee het zwembad is gevuld.
Golven in water gedragen zich anders dan golven in honing, of golven in zand
of wat voor ander spul je je zwembad dan ook mee wil vullen.
Het medium bepaalt hoe de golven zich gedragen, en dus een veld ook.
Het feit dat verschillende typen deeltjes zich verschillend gedragen en verschillende eigenschappen hebben
komt hier ook door: hun velden verschillen.
Elk type deeltje heeft zijn eigen veld.
Er is een veld voor lichtdeeltjes, een veld voor Higgs deeltjes
enzovoorts enzovoorts voor alle 17 deeltjes in het Standaard Model.

Dutch: 
"Alle deeltjes van hetzelfde type zijn identiek" is daarom niet alleen waar voor elektrons
maar voor *alle* deeltjes die we kennen.
Dus, samenvattend:
elektronen zijn golven in een veld, een zwembad-achtig ding.
Het zwembad heeft eigenschappen die de eigenschappen van de golven vastleggen.
Aangezien deze golven eigenlijk elektronen zijn
heeft elk elektron dezelfde eigenschappen
waardoor ze absoluut ononderscheidbaar van elkaar zijn.
Dus, dat is het! Het antwoord op de vraag waarom alle elektronen hetzelfde zijn.
Ik hoop dat je de uitleg en deze video tof vond.
Om eerlijk te zijn heb ik meer tijd in de animaties gestoken dan ik wil toegeven.
Als je dat inderdaad deed, like deze video dan en laat een berichtje achter! Ik zou graag van je horen.
Bijvoorbeeld over hoe je geïnteresseerd raakte in deeltjes.
Was het je docent op de middelbare school of een toffe YouTube video?
Misschien zelfs eentje van mijn kanaal?
O, en als je daar toch beneden bent, abonneer je dan en klik de notification bell. Dan mis je geen enkele video.
Ik heb best nog wel een lange lijst van onderwerpen waar ik het over wil hebben namelijk.

English: 
"All particles of the same type are identical" therefore not holds for only electrons
but for *any* of the particles that we know of.
So, summarising:
Electrons are waves of a field, a pool-like thing.
The pool that properties that determine the properties of the waves in the field.
As these waves are actually electrons
each electron has the same properties
making them absolutely indistinguishable from eachother.
So that's it: an answer to the question why all electrons are the same.
I do hope you liked this explanation and this video.
I spent more time than I am willing to admit on the animations :$
And if you did, give it a thumbs up and leave a comment! I would love to hear from you.
For example on what got you interested in particles!
Was it your high school teacher or a nice YouTube video?
Maybe even one from my channel?
O, and while you are down there, subscribe and click the notification bell thingy to not miss any of my upcoming videos.
I have quite a long list of things I still want to talk about.

English: 
O and of course: not matter what the next video will be
I promise they will all be completely understandable as they will be
Fundamentally Explained
See you next one!
But... but they are all the same!
Sir, just identify the robber please.
How do you expect me to do that?
I thought you were robbed by an electron?
Yes-
Did you see the electron?
Yes, but-
Shouldn't you then be able to identify which one robbed you, sir?
No! No, they are all the same! They always are! By definition!
Okay, I see they look very much alike, but-
Okay, so I have the same problem.
What if I point at the wrong electron and an innocent electron is charged?
Sir
Sir, they... they are already charged.

Dutch: 
O, en natuurlijk: ongeacht waar de volgende video over zal gaan
ik beloof dat het volledig begrijpelijk zal zijn, want het is allemaal
Fundamentally Explained
Zie je de volgende video!
Maar.. maar ze zijn allemaal hetzelfde!
Meneer, wijs gewoon de overvaller aan alstublieft.
Hoe moet ik dat doen dan?
Ik dacht dat u overvallen was door een elektron?
Klopt-
Heeft u de elektron in kwestie gezien?
Ja, maar-
Dan moet u toch in staat zijn om te zeggen welke het was, meneer?
Nee! Nee, ze zijn allemaal hetzelfde! Dat zijn ze altijd! Bij definitie!
Ik geef toe, ik zie dat ze er erg hetzelfde uit zien, maar-
Oké, dus ik heb hier hetzelfde probleem.
Wat nu als ik het verkeerde elektron aanwijs en een onschuldig elektron de schuld krijgt?
Meneer...
Meneer.. deze grap werkt niet in het Nederlands.
