ორმაგი ჭუჭრუტანას ექსპერიმენტი

თავისუფალი ქართულენოვანი ენციკლოპედია ვიკიპედიიდან
გადასვლა: ნავიგაცია, ძიება

ორმაგი ჭუჭრუტანას ცდა ან იანგის ცდა მოიცავს ნაწილაკების სხივებს ან კოჰერენტულ ტალღებს, რომლებიც გადიან ორ ერთმანეთთან ძალიან ახლოს განთავსებულ ჭუჭრუტანაში, რის შემდეგაც ხშირ შემთხვევაში ისინი ერთმანეთში ინტერფერენციას ახდენენ.

კვანტურ მექანიკაში ორმაგი ჭუჭრუტანას ცდა აღნიშნავს სინათლისა და სხვა კვანტური ნაწილაკების ტალღური და ნაწილაკური ბუნების განუცალკევლობას (კორპუსკულარულ–ტალღური დუალიზმი). იანგისა და ნიუტონის ცდა განსხვავდება თანამედროვე ვერსიისგან, მათ გაატარეს სინათლის სხივი თხელი ობიექტის გასწვრივ, როგორიცაა ბანქოს ქაღალდი (იანგის შემთხვევაში) ან თმის ღერი (ნიუტონის შემთხვევაში). თანამედროვე ექსპერიმენტებში წერტილოვანი განათების წყარო აშუქებს თხელ ფირფიტას, რომელზეც ორი პარალელური ჭუჭრუტანაა განთავსებული და მათი გავლით სინათლე ეცემა ფირფიტის უკან განთავსებულ ეკრანზე. ჭუჭრუტანიდან გამოფრქვეული სხივები თავიანთი ფაზით კოჰერენტულნი არიან, რადგან მათ წარმოშობის საერთო წყარო აქვთ. სინათლის ტალღური ბუნებიდან გამომდინარე ჭუჭრუტანაში გასული სხივები განიცდიან ინტერფერენციას და ეკრანზე ქმნიან ნათელ და მუქ დაჯგუფებათა ნიმუშებს. (თუმცა, ეკრანზე სინათლე ყოველთვის შთანითქმება როგორც ცალკეული ნაწილაკი, ფოტონი.)

კლასიკური ნაწილაკები ერთმანეთში არ ქმნიან ინტერფერენციას (მათ შესაძლოა განიცადონ კოლიზია (შეჯახება), მაგრამ ეს სრულიად განსხვავებული ფენომენია). თუ კლასიკურ ნაწილაკებს გავისვრით სწორხაზოვნად ერთ–ერთ ჭუჭრუტანაში, ისინი ეკრანზე აისახებიან ჭუჭრუტანის ზომით და ფორმით. იგივე შედეგი იქნება მეორე ჭუჭრუტანაში გასროლის შემთხვევაშიც. თუ ორივე ჭუჭრუტანა გახსნილი იქნება ერთდროულად, მიღებული შედეგი იქნება უბრალოდ ჯამი თითოეული ჭუჭრუტანის შედეგისა. სინათლე, მიუხედავად ცალკეულ შემთხვევებში გამომჟღავნებული ნაწილაკური თვისებისა (ფოტონი), ორმაგი ჭუჭრუტანის ცდასას არ ქმნის ეკრანზე ისეთ ანაბეჭდს, როგორიც იქნებოდა კლასიკური ნაწილაკების შემთხვევაში და ეს აიხსნება მხოლოდ ტალღების კრებადი და კლებადი ინტერფერენციით.

ექსპერიმენტში ნებისმიერი ცვლილების შეტანა, რომლის საშუალებითაც შესაძლებელი გახდება იმის დადგენა, თუ რომელ ჭუჭრუტანაში გაიარა ფოტონმა, ანადგურებს ინტერფერენციულ ფონს, რაც მიუთითებს კომპლემენტარობის პრინციპზე: სინათლე (ელექტრონები და ა.შ.) შეიძლება ამჟღავნებდეს ნაწილაკის ან ტალღის თვისებებს, მაგრამ არა ორივე თვისებას ერთდროულად. თუმცა 1987 წელს ჩატარებულმა ექსპერიმენტმა დაასაბუთა, რომ ნაწილაკის (ან ტალღის) მიმართულების ინფორმაცია მოპოვებადია ინტერფერენციის შესაძლებლობის დარღვევის გარეშე. აღნიშნული ცდას შემთხვევაში ნაწილაკზე დაკვირვება ხორციელდებოდა მასზე რაც შეიძლება მინიმალური ზეგავლენის მოხდენით, რაც შესაბამისად ნაკლებ გავლენას ახდენდა ინტერფერენციულ ფონზე.

ორმაგი ჭუჭრუტანას ცდას ჩატარება ასევე შესაძლებელია მატერიალური ნაწილაკების მეშვეობით (როგორიცაა მაგალითად ელექტრონი), ანალოგიური ინტერფერენციული ფონის მიღებით, რაც ადასტურებს იმას, რომ სინათლე და მატერია ფლობენ ორივე თვისებას – ნაწილაკისა და ტალღის (კორპუსკულარულ–ტალღური დუალიზმი). 1999 წელს ჩატარებულ ექსპერიმენში გამომჟღავნდა, რომ 0.7 ნმ (ნანომეტრი) დიამეტრის სფერული მოლეკულები განიცდიდნენ ტალღურ ინტერფერენციას.