Светлост ... да ли је то честица или талас? Која основна механика управља понашањем? И што је најважније, да ли сам чин запажања мијења ово понашање? Ово је квантни физичар загонетке већ вековима, још од када је теоретизована механика фотона таласа и први пут је изведен експеримент са двоструким прорезом.
Познат и као Иоунгов експеримент, ово је укључивало зраке честица или кохерентне таласе који пролазе кроз две уско размакнуте прорезе, чија је сврха била да се измери резултујући утицај на екрану иза њих. У квантној механици експеримент са двоструким прорезом показао је неодвојивост таласних и честица светлости и других квантних честица.
Експеримент са двоструким прорезом први је спровео Тхомас Иоунг још 1803. године, иако се прича да је сир Исаац Невтон сличан експеримент извео и у своје време. Током оригиналних експеримената, Невтон је блистао на малој коси, док је Иоунг користио кришку картице с прорезом урезаним у њу. У новије време научници су користили тачкасти извор светлости да би осветлили танку плочу са две паралелне прорезе, а светлост која пролази кроз прорезе удара у екран иза њих.
Ослањајући се на класичну теорију честица, резултати експеримента требали су одговарати прорезима, утицаји на екрану који се појављују у две вертикалне линије. Међутим, то није био случај. Резултати су у многим околностима показали образац ометања, нешто што се могло догодити само ако су били укључени валовни обрасци.
Класичне честице се не мешају једна с другом; само се сударају. Ако се класичне честице испаљују у равној линији кроз прорез, сви ће ударити у екран у обрасцу исте величине и облика као у прорез. Тамо где постоје две отворене прорезе, резултирајући узорак биће једноставно збир два једнострука прореза (две вертикалне линије). Али опет и поново, експеримент је показао да се кохерентан сноп светлости интерферира, стварајући узорак светлих и тамних појаса на екрану.
Међутим, појасеви на екрану увек су били апсорбовани као да су састављени од дискретних честица (ака. Фотона). Да би ствар била још збуњујућа, постављени су мерни уређаји за посматрање фотона док пролазе кроз прорезе. Када је то учињено, фотони су се појавили у облику честица и њихови утицаји на екран одговарали су прорезима, сићушним мрљама величине честица распоређених у равним вертикалним линијама.
Постављањем посматрачког уређаја на место, таласна функција фотона се срушила и светлост се још једном понашала као класичне честице! То би се могло решити само тврдњом да се светлост понаша и као честица и као талас, и да их посматрање узрокује да се опсег могућности понашања смањи до тачке када њихово понашање још једном постане предвидљиво.
Експеримент са двоструким прорезом створио је не само теорију честица таласа фотона, већ је научнике дао увид у невероватан, збуњујући свет квантне механике, где ништа није предвидљиво, све је релативно, а посматрач више није пасиван субјект , али активни учесник који има моћ да промени исход. За анимирану демонстрацију експеримента Доубле Слит кликните овде.
Написали смо много чланака о двоструком експерименту за свемирски магазин. Ево расправе на форуму о домаћем експерименту са двоструким прорезом, а овде је чланак о дуалности таласних честица.
Ако желите више информација о експерименту са двоструким прорезом, погледајте ове чланке са Пхисорг.цом и Спаце.цом.
Такође смо снимили читаву епизоду Астрономи Цаст-а о квантној механици. Слушајте овде, епизода 138: Квантна механика.
