Το πείραμα της διπλής σχισμής

Το παραπάνω βίντεο πιθανόν δεν είναι το καλύτερο, αλλά μας δίνει μια ιδέα για το πείραμα της διπλής σχισμής της κβαντομηχανικής. Το πείραμα πραγματοποίησε για πρώτη φορά ο Άγγλος Thomas Young σε μια προσπάθεια να ανακαλύψει αν το φως είναι τελικά κύμα ή σωματίδιο. Ο Young χρησιμοποίησε μια ακτίνα φωτός, η οποία διέρχονταν από ένα φράγμα με μια σχισμή και στη συνέχεια περνούσε από ένα φράγμα με δυο σχισμές, για να καταλήξει στοι τέλος σε ένα πέτασμα (οθόνη). Ο Young παρατηρώντας το φως που έφτανε στο πέτασμα, διαπίστωσε πως όταν οι σχισμές του δεύτερου φράγματος ήταν μεγάλες, σε μεγάλη μεταξύ τους απόσταση και κοντά στο πέτασμα, εμφανίζονταν δυο ξεκάθαρες φωτεινές γραμμές. Αντίθετα, όταν η απόσταση των σχισμών ήταν μικρότερη και το εύρος τους μικρότερο, το φως σχημάτιζε στο πέτασμα φωτεινούς και σκοτεινούς κροσσούς. Το σχήμα με τους εναλλασσόμενους φωτεινούς και σκοτεινούς κροσσούς ονομάζεται και εικόνα συμβολής (δες και μια διαδραστική προσομοίωση του πειράματος εδώ, εδώ). Τέτοιου είδους εικόνες μπορούν να παραχθούν μόνο αν το φως συμπεριφέρεται σαν κύμα (περισσότερο αναλυτικά εδώ κι εδώ). Το 1905, ο Albert Einstein έδειξε ότι το φως αποτελείται από ένα σύνολο διακριτών σωματιδίων τα οποία ονόμασε φωτόνια. Κατά την εκτέλεση του πειράματος της διπλής σχισμής αυτή τη φορά με τα φωτόνια να φτάνουν στο πέτασμα αφού περνάνε ένα-ένα από το φράγμα, η εικόνα της συμβολής παράγεται και πάλι ανεξάρτητα με το γεγονός ότι ένα και μόνο σωματίδιο δεν είναι δυνατόν να συμβάλει με τον εαυτό του. Το φαινόμενο κατά το οποίο το φως συμπεριφέρεται άλλοτε σαν κύμα και άλλοτε σαν σωματίδιο είναι γνωστό ως κυματοσωματιδιακός δυϊσμός (wave–particle duality). Υποατομικά σωματίδια όπως τα ηλεκτρόνια επιδεικνύουν και αυτά την ίδια συμπεριφορά με το φως. Η προσπάθεια να εξηγηθεί αυτή η συμπεριφορά υπήρξε γόνος πολλών θεωριών. Από την ερμηνεία της Κοπεγχάγης (εδώ) μέχρι την ερμηνεία του Hugh Everett περί "πολλών συμπάντων" (δες κι εδώ).Επίσης: "Το πείραμα της διπλής σχισμής, ο κυματοσωματιδιακός δυϊσμός", εδώ, " Μια νέα ματιά σε ένα κλασικό πείραμα", εδώ, "Τα φωτόνια δε γνωρίζουν αν κάποιος τα παρατηρεί ή όχι", εδώ.

30-11-2012 R. Feynman on the Double Slit Paradox: Particle or Wave?