Valgus… kas see on osake või laine? Millised põhimõttelised mehaanikad selle käitumist reguleerivad? Ja mis kõige tähtsam, kas pelk vaatlustoiming muudab seda käitumist? See on järeldus, et kvantfüüsikud on paljude sajandite vältel hämmingus olnud, alates footonilainete mehaanika teoreetikast ja topeltpilu katsest.
Tuntud ka kui Youngi eksperiment, hõlmas see osakeste talasid või koherentseid laineid, mis kulgevad läbi kahe lähestikku paikneva pilu, mille eesmärk oli mõõta tekkivat mõju nende taga oleval ekraanil. Kvantmehaanikas näitas topeltpiluga katse valguse ja teiste kvantosakeste laine- ja osakeste olemuse lahutamatust.
Topeltpilu katset dirigeeris esmakordselt Thomas Young juba 1803. aastal, ehkki väidetavalt on Sir Isaac Newton sarnast katset omal ajal teinud. Esialgsete katsete ajal säras Newton väikestel juustel heledaks, samas kui Young kasutas kaardi sisselõiget, millesse lõigati pilu. Hiljuti on teadlased kasutanud punktvalgusallikat kahe paralleelse piluga õhukese plaadi valgustamiseks ning piludest läbi kulgev valgus lööb nende taga asuva ekraani külge.
Tuginedes klassikalisele osakeste teooriale, peaksid eksperimendi tulemused vastama piludele, ekraanil esinevad mõjud kahes vertikaalses reas. Kuid see ei olnud nii. Tulemused näitasid paljudel juhtudel häirete mustrit, mis võis ilmneda ainult siis, kui laineharjumused oleksid olnud seotud.
Klassikalised osakesed ei häiri üksteist; nad lihtsalt põrkuvad. Kui klassikalisi osakesi tulistatakse läbi pilu sirgjooneliselt, löövad nad kõik ekraani lõhega sama suuruse ja kujuga mustrina. Kui on kaks avatud pilu, moodustub saadud muster lihtsalt kahe ühe piluga mustri (kahe vertikaalse joone) summa. Kuid ikka ja jälle näitas eksperiment, et segavad valgusekiired segavad, luues ekraanile heledate ja tumedate ribade mustri.
Siiski leiti, et ekraanil olevad ribad on alati imendunud, justkui koosneksid need diskreetsetest osakestest (aka footonid). Asjade veelgi segasemaks muutmiseks pandi paika mõõteseadmed, mis jälgisid footoneid pilude kaudu. Kui see oli tehtud, ilmnesid footonid osakeste kujul ja nende mõju ekraanile vastas piludele, sirgete vertikaaljoontena jaotunud pisikeste osakeste suurusega täppidele.
Vaatlusseadme paigaldamisega varises footonite lainefunktsioon kokku ja valgus käitus taas klassikaliste osakestena! Selle saaks lahendada ainult väites, et valgus käitub nii osakeste kui ka lainetena ning nende jälgimine ahendab käitumisvõimaluste ulatust piirini, kus nende käitumine muutub taas ennustatavaks.
Topeltpilu katse mitte ainult ei andnud alust footonite osakeste laine teooriale, vaid teadvustas teadlasi ka kvantmehaanika uskumatust, segadusse ajavast maailmast, kus miski pole etteaimatav, kõik on suhteline ja vaatleja pole enam passiivne subjekt. , kuid aktiivne osaleja, kellel on jõud tulemusi muuta. Topeltpiluga katse animeeritud tutvustamiseks klõpsake siin.
Oleme kirjutanud palju artikleid kosmoseajakirja topeltpiluga eksperimendi kohta. Siin on foorumiarutelu kodus tehtud topeltpiluga eksperimendi kohta ja siin on artikkel laineosakeste duaalsuse kohta.
Kui soovite lisateavet topeltpiluga katse kohta, siis vaadake neid artikleid Physorg.com ja Space.com.
Samuti oleme salvestanud terve episoodi astronoomialavastustest, mis käsitlevad kvantmehaanikat. Kuulake siin, episood 138: Quantum Mechanics.
