光…それは粒子か波か？その動作を支配する基本的な力学は何ですか？そして最も重要なのは、単なる観察行為がこの行動を変えるのでしょうか？これは、光子波力学が理論化され、ダブルスリット実験が最初に行われて以来、何世紀にもわたって量子物理学者が戸惑っていた難問です。
これはヤングの実験としても知られています。これには、間隔の狭い2つのスリットを通過する粒子ビームまたはコヒーレント波が含まれ、その目的は、背後にあるスクリーンへの影響を測定することでした。量子力学において、二重スリット実験は、光と他の量子粒子の波と粒子の性質の不可分性を実証しました。
ダブルスリット実験は、1803年にトーマスヤングによって最初に実施されましたが、アイザックニュートン卿は彼自身の時代に同様の実験を行ったと言われています。元の実験中、ニュートンは小さな髪に光を当てましたが、ヤングはスリットが入ったカードの切れ端を使いました。最近では、科学者は点光源を使用して2つの平行なスリットのある薄板を照明しており、スリットを通過する光はその背後のスクリーンに当たります。
古典的な粒子理論に依存して、実験の結果はスリットに対応しているはずであり、画面への影響は2つの垂直線で表示されます。しかし、そうではありませんでした。結果は、多くの状況で干渉のパターンを示しました。これは、波のパターンが関係している場合にのみ発生する可能性があるものです。
古典的な粒子は互いに干渉しません。それらは単に衝突するだけです。古典的な粒子がスリットを通して直線的に発射される場合、それらはすべてスリットと同じサイズと形状のパターンでスクリーンに当たります。 2つの開いたスリットがある場合、結果のパターンは2つのシングルスリットパターン（2つの垂直線）の合計になります。しかし、何度も何度も実験により、コヒーレントな光線が干渉し、画面上に明るい帯と暗い帯のパターンが作成されることがわかりました。
ただし、画面上のバンドは、離散粒子（別名：光子）で構成されているかのように、常に吸収されていることがわかりました。さらに混乱を招くために、スリットを通過する光子を観察するための測定装置が設置されました。これが行われたとき、光子は粒子の形で現れ、スクリーンへのそれらの影響はスリットに対応し、直線的な垂直線に分布した小さな粒子サイズのスポットでした。
観測デバイスを配置することにより、光子の波動関数が崩壊し、光が再び古典的な粒子として振る舞います！これは、光が粒子と波の両方として振る舞い、それらを観察することで、行動の可能性の範囲が、ふるまいが再び予測可能になる点まで狭くなると主張することによってのみ解決できます。
ダブルスリット実験は、光子の粒子波理論を生み出しただけでなく、何も予測できず、すべてが相対的であり、オブザーバーがもはや受動的な主体ではない、量子力学の信じられないほど交絡する世界を認識させました。 、しかし結果を変える力を持つアクティブな参加者。ダブルスリット実験のアニメーションによるデモについては、ここをクリックしてください。
スペースマガジンのダブルスリット実験に関する多くの記事を書きました。これは自家製のダブルスリット実験に関するフォーラムディスカッションです。波動粒子の双対性に関する記事はこちらです。
ダブルスリット実験の詳細については、Physorg.comおよびSpace.comの記事をご覧ください。
また、量子力学に関するすべての天文学キャストのエピソード全体を録音しました。ここで聞いてください、エピソード138：量子力学。
