Šviesa… ar tai dalelė, ar banga? Kokia pagrindinė mechanika valdo jo elgesį? Ir svarbiausia, ar vien stebėjimo veiksmas keičia šį elgesį? Tai yra ta, kad kvantiniai fizikai daugelį amžių mįslingi, nuo tada, kai buvo teorija apie fotoninių bangų mechaniką ir pirmą kartą atliktas dvigubo plyšio eksperimentas.
Dar žinomas kaip Youngo eksperimentas, tai dalelių pluoštai ar koherentinės bangos, einančios per du artimai išdėstytus plyšius, kurių tikslas buvo išmatuoti galimą smūgį ekrane, esančiame už jų. Kvantinėje mechanikoje dvigubo plyšio eksperimentas parodė šviesos ir kitų kvantinių dalelių bangų ir dalelių prigimties neatskiriamumą.
„Dvigubo plyšio eksperimentą“ pirmą kartą atliko Tomas Youngas 1803 m., Nors sakoma, kad seras Isaacas Newtonas savo laiku atliko panašų eksperimentą. Pradinių eksperimentų metu Niutonas švietė šviesiai ant mažų plaukų, tuo tarpu Youngas naudojo kortelės kortelę su įpjova. Visai neseniai mokslininkai panaudojo taškinį šviesos šaltinį, kad apšviestų ploną plokštę su dviem lygiagrečiais plyšiais, o pro plyšius einanti šviesa atsitrenktų į ekraną, esantį už jų.
Remiantis klasikine kietųjų dalelių teorija, eksperimento rezultatai turėjo atitikti plyšius, kai ekrano smūgiai matomi dviem vertikaliomis linijomis. Tačiau taip nebuvo. Rezultatai daugeliu atvejų parodė trikdžių modelį, o tai galėjo atsirasti tik tuo atveju, jei būtų buvę bangų modelių.
Klasikinės dalelės netrukdo viena kitai; jie tiesiog susiduria. Jei klasikinės dalelės šaudomos tiesia linija per plyšį, jos visos trenks ekraną tokiu pat dydžiu ir forma kaip ir plyšys. Jei yra du atviri plyšiai, gaunamas raštas bus tiesiog dviejų vieno plyšio modelių (dviejų vertikalių linijų) suma. Bet vėl ir vėl eksperimentas parodė, kad darniai veikia šviesos pluoštai, sukurdami ryškių ir tamsių juostų modelį ekrane.
Tačiau visada buvo manoma, kad juostos ekrane yra sugeriamos, tarsi jas sudarytų iš atskirų dalelių (dar žinomos kaip fotonai). Kad viskas būtų dar painiau, buvo įdiegti matavimo prietaisai, kurie stebėjo fotonus, einančius per plyšius. Kai tai buvo padaryta, fotonai pasirodė dalelių pavidalu, o jų poveikis ekrane atitiko plyšius, mažas dalelių dydžio vietas, paskirstytas tiesiomis vertikaliomis linijomis.
Pastačius stebėjimo prietaisą, fotonų bangos funkcija sugriuvo ir šviesa dar kartą elgėsi kaip klasikinės dalelės! Tai būtų galima išspręsti tik tvirtinant, kad šviesa elgiasi ir kaip dalelė, ir kaip banga, o juos stebint elgesio galimybių diapazonas susiaurėja iki taško, kur jų elgesys dar kartą tampa nuspėjamas.
Dvigubo plyšio eksperimentas ne tik sukėlė dalelių bangų teoriją apie fotonus, bet ir leido mokslininkams suvokti neįtikėtiną, painų kvantinės mechanikos pasaulį, kuriame nieko nenuspėjama, viskas yra santykinė, o stebėtojas nebėra pasyvus subjektas. , bet aktyvus dalyvis, turintis galią pakeisti rezultatą. Norėdami pamatyti animacinį dvigubo plyšio eksperimentą, spustelėkite čia.
Parašėme daug straipsnių apie dvigubo plyšio eksperimentą žurnale „Space“. Čia yra forumo diskusija apie namuose atliktą dvigubo plyšio eksperimentą, o čia yra straipsnis apie bangos dalelių dualumą.
Jei norite gauti daugiau informacijos apie dvigubo plyšio eksperimentą, peržiūrėkite šiuos straipsnius iš Physorg.com ir Space.com.
Mes taip pat įrašėme visą astronomijos epizodą, kuriame buvo pasakojama apie kvantinę mechaniką. Klausykite čia, 138 epizodas: Kvantinė mechanika.
