Dobbelt-spaltet eksperiment er en af de mere kendte eksperimenter i fysikhistorien. Først foreslået af fysikeren Thomas Young fra det tidlige 19. århundrede. Dette eksperiment er dejligt enkelt i sin opsætning, men alligevel vildledende kompliceret i det, det fortæller os om verden.
Relateret indhold
- Den elskede, forvirrende 'En rynke i tid' blev afvist af 26 forlag
Mens lys kan opføre sig som en partikel, blev eksperimentet med dobbelt spalte oprindeligt brugt af Young til at vise, at lys også kan opføre sig som en bølge. Hvis du har brug for en genopfriskning på eksperimentet, kan du se en version her:
Andre versioner af det dobbeltsnitte eksperiment, der brugte elektroner, eller endda større kemiske molekyler, viste, at selv disse mindre ephemerale objekter kan skabe bølgelignende interferensmønstre.
Det var først i det tidlige 20. århundrede, at fysikere, der arbejdede med det daværende nye felt inden for kvantemekanik, ankom på den forklaring, der stadig gælder i dag: bølge-partikeldualitet. Teorien hævder, at - i nogle sanser - lys, elektroner og andre små ting kan opføre sig som både en bølge og som en partikel. I næsten hundrede år er kvantefysikens grundlæggende grunde fastlagt af nogle af de største navne i fysik - Einstein, Bohr, Planck og andre - blevet brugt til at forklare de bisarre resultater af Youngs og andre lignende eksperimenter. Men vedvarende i baggrunden har været en anden forklaring på, hvordan verden fungerer, og ifølge Quanta Magazine forårsager nyere laboratorieforskning nogle fysikere til at se på grundlaget for kvantefysik igen.
I henhold til moderne forestillinger om kvantefysik er verden på de mindste skalaer - inden for elektroner og fotoner og kvarker - ikke åbenlyst, direkte og deterministisk. Tværtimod er verden en af sandsynlighederne. Elektroner ser ud til at eksistere i en sky af muligheder, som beboer et område, men ingen særlig plads. Det er først du ser, at denne aura af sandsynlighed kollapser, og elektronet beboer et bestemt sted.
For nogle mennesker er en sådan probabilistisk fortolkning af verden simpelthen nervøs. For andre synes den sandsynlige fortolkning unødvendig set fra et videnskabeligt perspektiv. Der kan muligvis være en anden måde at forklare den underlige opførsel, der ses i dobbeltslidseksperimentet, der ikke går ud i kvantemekanikens sædvanlige sandsynlige underhed, siger Quanta Magazine .
Kendt som "pilotbølgeteori" går denne tankegang over, at i stedet for at elektroner og andre ting er både kvasipartikler og kvasibølger, er elektronet en diskret partikel, der føres sammen af en separat bølge. Hvad denne bølge er lavet af ingen ved. Men nyere eksperimentel forskning viser, at partikler, der transporteres af bølger i laboratoriet, udviser mange af de samme underlige opførsler, som man troede var eksklusive til kvantemekanikens domæne (som det ses i videoen ovenfor).
At ikke være i stand til at forklare, hvad bølgen er, er et problem, men det er også den iboende tilfældighed i moderne kvantefysik.
Fordelen ved pilotbølgeteori er, at hvis den panoreres, ville fysikerne kunne forklare ting, der sker i selv de mindste størrelser med de samme regler, der gælder for større objekter. Dette er ikke tilfældet for kvantemekanik, hvor forskellige sæt regler synes at gælde for små genstande og for større.
Pilotbølgeteorien blev først slået tilbage i begyndelsen af det 20. århundrede, da ideerne om kvantefysik stadig blev lagt ned, men den greb aldrig videre. I lang tid forsvandt ideen fra mode, men de nye eksperimenter, siger Quanta Magazine, betyder, at pilotbølgeteori kommer - i det mindste i nogle cirkler - tilbage.
Video: MIT-forskerne Daniel Harris og John Bush viser, hvordan en kugle med olie kan laves til at opføre sig meget som et elektron.
