Експериментът с двойни прорези е един от най-известните експерименти в историята на физиката. За първи път предложен от физика от началото на 19 век Томас Йънг, този експеримент е удивително прост в своята постановка, но измамно сложен в това, което ни разказва за света.
Свързано съдържание
- Любимият, озадачаващ „Бръчка във времето“ беше отхвърлен от 26 издателства
Докато светлината може да се държи като частица, експериментът с двойни процепи първоначално е използван от Йънг, за да покаже, че светлината също може да се държи като вълна. Ако имате нужда от опресняване на експеримента, можете да видите версия тук:
Други версии на експеримента с двойни процепи, в които са използвани електрони или дори по-големи химически молекули, показаха, че дори тези по-малко ефимерни обекти могат да създават подобни на вълни модели на интерференция.
Едва в началото на 20 век физиците, работещи върху новото тогава поле на квантовата механика, стигнаха до обяснението, което важи и до днес: двойствеността на вълновите частици. Теорията твърди, че - в някои сетива - светлина, електрони и други малки неща могат да се държат като вълна и като частица. В продължение на почти сто години принципите на квантовата физика, определени от някои от най-големите имена във физиката - Айнщайн, Бор, Планк и други, се използват за обясняване на причудливите резултати на Йънг и други подобни експерименти. И все пак постоянството на заден план е друго обяснение за това как работи светът и според списание Quanta, последните лабораторни изследвания карат някои физици да хвърлят втори поглед върху основите на квантовата физика.
Според съвременните представи на квантовата физика, при най-малките мащаби - в царството на електроните, фотоните и кварките - светът не е очевиден, пряк и детерминиран. По-скоро светът е една от вероятностите. Изглежда, че електроните съществуват в облак от възможности, обитаващи област, но няма конкретно пространство. Едва когато погледнете, че тази аура на вероятността се срива и електронът обитава определено място.
За някои хора подобна вероятностна интерпретация на света е просто обезпокоителна. За други обаче вероятната интерпретация изглежда ненужна от научна гледна точка. Може да има друг начин да се обясни странното поведение, наблюдавано в експеримента с двойни процепи, който не се превръща в обичайната вероятностна странност на квантовата механика, казва списание Quanta .
Известна като „теория на пилотната вълна“, тази линия на мислене гласи, че вместо електроните и други неща да са както квазичастици, така и квазивълни, електронът е дискретна частица, която се носи заедно с отделна вълна. От какво се прави тази вълна никой не знае. Но последните експериментални изследвания показват, че в лабораторията частиците, пренасяни от вълни, ще проявят много от същото странно поведение, за което се смята, че са изключително в областта на квантовата механика (както се вижда във видеото по-горе).
Това, че е в състояние да обясни какво представлява вълната, е проблем, но това е присъщата случайност на съвременната квантова физика.
Предимството на теорията за пилотната вълна е, че ако тя намалява, тя би позволила на физиците да обяснят неща, които се случват дори при най-малки размери, със същите правила, които се прилагат за по-големи обекти. Това не е така за квантовата механика, където изглежда, че за малки обекти и за по-големи се прилагат различни набори от правила.
Теорията на пилотните вълни за пръв път е поставена в началото на 20-ти век, когато идеите на квантовата физика все още се залагат, но тя никога не се увлича. Дълго време идеята избледня от мода, но новите експерименти, казва списание Quanta, означават, че теорията на пилотните вълни - поне в някои кръгове - се връща.
Видео: Изследователите на MIT Даниел Харис и Джон Буш показват как може да се направи кълбо с масло, което да се държи много като електрон.
