Dobbelt-spalte eksperimentet er et av de mer kjente eksperimentene i fysikkhistorien. Dette eksperimentet ble først foreslått av fysikeren Thomas Young fra det 19. århundre, og er herlig enkelt i sin oppsetting, men likevel villedende sammensatt i det det forteller oss om verden.
Relatert innhold
- Den elskede, forvirrende 'En rynke i tid' ble avvist av 26 forlag
Mens lys kan oppføre seg som en partikkel, ble dobbeltslit eksperimentet opprinnelig brukt av Young for å vise at lys også kan oppføre seg som en bølge. Hvis du trenger en oppdatering på eksperimentet, kan du se en versjon her:
Andre versjoner av det dobbeltsnitte eksperimentet som brukte elektroner, eller enda større kjemiske molekyler, viste at selv disse mindre ephemerale objektene kan skape bølgelignende interferensmønster.
Det var først på begynnelsen av det 20. århundre at fysikere som arbeidet med det daværende nye feltet kvantemekanikk, kom på forklaringen som fremdeles holder til i dag: bølge-partikkel dualitet. Teorien holder fast at - i noen sanser - lys, elektroner og andre bittesmå ting kan oppføre seg som både en bølge og som en partikkel. I nesten hundre år har tenestene til kvantefysikk lagt ned av noen av de største navnene i fysikk - Einstein, Bohr, Planck og andre - blitt brukt til å forklare de bisarre resultatene fra Youngs og andre lignende eksperimenter. Likevel vedvarende i bakgrunnen har vært en annen forklaring på hvordan verden fungerer, og ifølge Quanta Magazine er nyere laboratorieforskning som får noen fysikere til å se på grunnlaget for kvantefysikken.
I følge moderne forestillinger om kvantefysikk er verden på de aller minste skalaer - innen elektroner og fotoner og kvarker - ikke åpenbar, direkte og deterministisk. Snarere er verden en av sannsynlighetene. Elektroner ser ut til å eksistere i en sky av muligheter, og som bor i et område, men ikke noe spesielt rom. Det er ikke før du ser at denne sannsynlighetsuraen kollapser og elektronet bor på et bestemt sted.
For noen mennesker er en slik sannsynlig tolkning av verden rett og slett nervøs. For andre virker den sannsynlige tolkningen unødvendig fra et vitenskapelig perspektiv. Det kan være en annen måte å forklare den rare oppførselen som er sett i dobbeltspalt-eksperimentet som ikke går ut i kvantemekanikkens vanlige sannsynlige rare, sier Quanta Magazine .
Kjent som "pilotbølgeteori" går denne tankegangen om at, i stedet for at elektroner og andre ting både er kvasipartikler og kvasibølger, er elektronet en diskret partikkel som blir ført med av en egen bølge. Hva denne bølgen er laget av er ingen som vet. Men nyere eksperimentell forskning viser at partikler som blir båret rundt av bølger i laboratoriet vil utvise mange av de samme rare atferdene som ble antatt å være eksklusive for kvantemekanikkens domene (som vist i videoen over).
Å ikke kunne forklare hva bølgen er, er et problem, men det er også den iboende tilfeldigheten til moderne kvantefysikk.
Fordelen med pilotbølgeteori er at hvis den panner ut, vil den la fysikere forklare ting som skjer i selv de minste størrelsene med de samme reglene som gjelder for større objekter. Dette er ikke tilfelle for kvantemekanikk, der forskjellige sett med regler ser ut til å gjelde for bittesmå gjenstander og for større.
Pilotbølgeteorien ble først slått tilbake på begynnelsen av 1900-tallet da ideene om kvantefysikk fortsatt ble lagt ned, men den fikk aldri noe videre. I lang tid bleknet ideen fra moten, men de nye eksperimentene, sier Quanta Magazine, betyr at pilotbølgeteori kommer - i alle fall i noen kretser - tilbake.
Video: MIT-forskerne Daniel Harris og John Bush viser hvordan en ball olje kan lages for å oppføre seg omtrent som et elektron.
