Het dubbelsplit-experiment is een van de meer bekende experimenten in de natuurkunde geschiedenis. Voor het eerst voorgesteld door fysicus Thomas Young uit het begin van de 19e eeuw, is dit experiment heerlijk eenvoudig van opzet, maar toch bedrieglijk complex in wat het ons over de wereld vertelt.
gerelateerde inhoud
- The Beloved, Baffling 'A Wrinkle in Time' werd afgewezen door 26 uitgevers
Hoewel licht zich als een deeltje kan gedragen, werd het experiment met dubbele spleet oorspronkelijk door Young gebruikt om aan te tonen dat licht zich ook als een golf kan gedragen. Als u een opfriscursus voor het experiment nodig hebt, kunt u hier een versie bekijken:
Andere versies van het dubbelspleten-experiment dat elektronen gebruikte, of zelfs grotere chemische moleculen, toonden aan dat zelfs deze minder efemere objecten golfachtige interferentiepatronen kunnen creëren.
Pas in het begin van de 20e eeuw kwamen natuurkundigen die aan het toen nieuwe veld van de kwantummechanica werkten, tot de verklaring die nog steeds geldt: dualiteit van golfdeeltjes. De theorie houdt in dat - in sommige opzichten - licht, elektronen en andere kleine dingen zich zowel als een golf als als een deeltje kunnen gedragen. Al bijna honderd jaar worden de grondslagen van de kwantumfysica, vastgelegd door enkele van de grootste namen in de natuurkunde - Einstein, Bohr, Planck en anderen - gebruikt om de bizarre resultaten van Young's en andere soortgelijke experimenten te verklaren. Maar op de achtergrond bleef een andere verklaring voor de manier waarop de wereld werkt, en volgens Quanta Magazine, zorgt recent laboratoriumonderzoek ervoor dat sommige fysici een tweede blik werpen op de grondslagen van de kwantumfysica.
Volgens de moderne noties van de kwantumfysica, op de allerkleinste schaal - in het rijk van elektronen en fotonen en quarks - is de wereld niet duidelijk, direct en deterministisch. De wereld is eerder een van waarschijnlijkheden. Elektronen lijken te bestaan in een wolk van mogelijkheden, die een gebied bewonen maar geen bepaalde ruimte. Pas als je kijkt, stort deze waarschijnlijkheid in en het elektron bewoont een bepaalde plaats.
Voor sommige mensen is zo'n probabilistische interpretatie van de wereld eenvoudigweg zenuwslopend. Voor anderen lijkt de probabilistische interpretatie echter vanuit wetenschappelijk perspectief overbodig. Er is misschien een andere manier om het rare gedrag te verklaren dat wordt gezien in het experiment met dubbele spleet dat niet in de gebruikelijke probabilistische gekte van de kwantummechanica valt, zegt Quanta Magazine .
Bekend als "pilootgolftheorie", gaat deze manier van denken dat, in plaats van dat elektronen en andere dingen zowel quasi-deeltjes als quasi-golven zijn, het elektron een afzonderlijk deeltje is dat wordt meegevoerd door een afzonderlijke golf. Waar deze golf van is gemaakt weet niemand. Maar recent experimenteel onderzoek toont aan dat deeltjes die door golven worden rondgedragen in het laboratorium veel van hetzelfde rare gedrag vertonen waarvan werd gedacht dat ze exclusief waren voor het domein van de kwantummechanica (zoals te zien in de video hierboven).
Niet kunnen verklaren wat de golf is, is een probleem, maar dat geldt ook voor de inherente willekeur van de moderne kwantumfysica.
Het voordeel van de pilootgolftheorie is dat het, als het zich uitstrekt, natuurkundigen in staat zou stellen dingen uit te leggen die zelfs op de kleinste afmetingen gebeuren met dezelfde regels die van toepassing zijn op grotere objecten. Dit is niet het geval voor de kwantummechanica, waar verschillende reeksen regels lijken te gelden voor kleine objecten en voor grotere.
De pilootgolftheorie werd voor het eerst in het begin van de 20e eeuw gebruikt, toen de ideeën over de kwantumfysica nog steeds werden vastgelegd, maar die nooit aansloeg. Lange tijd vervaagde het idee uit de mode, maar de nieuwe experimenten, zegt Quanta Magazine, betekenen dat de pilootgolftheorie - althans in sommige kringen - terugkomt.
Video: MIT-onderzoekers Daniel Harris en John Bush laten zien hoe een oliebal zich kan gedragen als een elektron.
