Dobbelt spalteeksperiment: eksperimentet ganske enkelt forklart

I kvantefysikk gir dobbeltslit eksperimentet en forklaring på såkalte interferensmønstre - og stiller derved spørsmålstegn ved vår virkelighetsforståelse. Vi forklarer på en enkel og forståelig måte hva som ligger bak.

Grunnlaget for dobbeltspalteeksperimentet

Utgangspunktet for eksperimentet er Isaac Newtons antagelse om at lys er en strøm av partikler. Han begrunnet denne avhandlingen i 1703 med at lys forplanter seg langs rette linjer i høy hastighet og reflekteres forutsigbart på en speiloverflate.

• 100 år senere ønsker Thomas Young å bruke et eksperiment for å bevise at lys beveger seg i bølger. Og dessuten, når du bøyer deg over hindringer, det vil si, gå videre i nye, mindre bølger.
• Sirkulære bølgemønster skapes ved hindringer der lyset avbøyes.

Slik fungerer eksperimentet med dobbel spalte

Dobbelt spalteeksperimentet består av en lysstråle, et hinder med to spalter og en skjerm.

• Lyset lyser på hinderet.
• Deretter bryter lysstrålen ved kolonnene og det oppstår to bølger som fortsetter å stråle fra de respektive kolonnene.
• Skjermen bak kolonnene fanger lyset. Interferensmønsteret er nå plassert der.
• Dette mønsteret viser ikke bare to lyse striper (akkurat der lyset skinner gjennom hindringen), men det er flere lysstrikker på det.
• Årsaken: De to buede bølgene overlapper hverandre på vei til skjermen. Disse overlappene er samlet, og det er også lyse områder mellom og ved siden av de umiddelbare lysstrimlene.

Interferensmønsteret var ikke det eneste funnet

Men det er ikke alt: eksperimentet ble gjentatt med en slags elektronpistol. I stedet for en lysstråle fyres individuelle elektroner for å unngå et samspill.

• I dette tilfellet var det forventet et annet resultat. I likhet med en ekte rifle som du skyter mot en vegg med to søyler, forventer du nøyaktig to striper på den andre siden.
• Nemlig bare nøyaktig der kulene - i eksperimentet elektronene - passerer gjennom hullene. Imidlertid ble det også dannet et interferensmønster her.
• For å finne en forklaring på dette fenomenet, ble sensorer festet til kolonnene i neste trinn for å forstå oppførselen til elektronene.
• Men da forskerne startet eksperimentet, var det ingen interferensmønster, men de tidligere mistenkte to lysstrimler.
• Følgelig endret atferden til elektronene seg etter at detektorene ble installert. Med andre ord, elektronene endret oppførsel etter montering av detektorer.

Slik prøver fysikk å forklare resultatet

Det var dette eksperimentet som reiste noen spørsmål og ga mange tolkninger. En av teoriene forklarer fenomenet som følger:

• Det antas at grunnlaget for virkelighet og materie kun er virtuelt. Vi lever faktisk i en virtuell virkelighet, så å si.
• Atomer, byggesteinene til alt som finnes, består av 99, 9 prosent tomt areal. Og atomkjernen består også nesten utelukkende av tomt rom.
• Hvis du nå refererer til selve materien, som består av atomer, som igjen består av 99, 9 prosent tomt rom, gjenstår bare informasjonen om denne saken som en konsekvens. Fordi jo nærmere du ser på noe, desto mindre er igjen.
• Kunnskap om materie i denne modellen er derfor viktigere enn materien i seg selv.

En annen forklaring på modellen

Denne modellen kan også forklares som følger:

• Tenk på et lerret bak som en person bruker lys for å kaste skygger på lerretet.
• Så du ser bare skyggen av objektet, projeksjonen. I denne virkeligheten er det bare skyggen som eksisterer.
• Selve objektet er derfor bare tilgjengelig for deg i form av informasjon. Nemlig utenfor din virkelighet.
• Denne modellen sier nå at materie først er til stede når en seer ser på den. Objektet blir bare "gjengitt" når noen ser på det.
• Så snart du vender deg bort fra et objekt, er den "gjengitte" versjonen ikke lenger nødvendig, bare informasjonen om saken gjenstår.

Kvantefysikk forklarer fenomenet annerledes

I kvantefysikk snakker man om sannsynlighetsfordeling. Til å begynne med er det bare informasjon om elektronet. Den flyr egentlig ikke et elektron mot gapet, men bare en sky av mulige sannsynligheter for dens faktiske posisjon.

• Elektronens nøyaktige plassering er derfor fortsatt ikke bestemt. Bare hvis du måler nøyaktig, har den en faktisk posisjon.
• Etter at detektorene er festet til spalten, forsvinner sannsynlighetsskyen og elektronet får en nøyaktig posisjon.
• Nøyaktig to lysstrimler vises på skjermen.
• Uten detektorer flyr to skyer gjennom kolonnen fra mulige posisjoner, interagerer med hverandre og interferensmønsteret opprettes.
• Dobbeltspalteeksperimentet gir dermed grunnlaget for en annen forståelse av materie og at vår virkelighet kan være helt annerledes enn tidligere antatt.

Mange fysiske eksperimenter blir utført i Cern i partikkelakseleratoren. Vi skal forklare hva det handler om.

$config[ads_text5] not found