ორჭრილოვანი ექსპერიმენტი

მასალა ვიკიპედიიდან — თავისუფალი ენციკლოპედია
Jump to navigation Jump to search
ფოტონები ან სხვა ნაწილაკები (მაგალითად, ელექტრონები) ორი ჭრილის გამოყენების დროს ტალღებს წარმოქმნიან

ორჭრილოვანი ექსპერიმენტი ან იუნგის ექსპერიმენტი მოიცავს ნაწილაკების სხივებს ან კოჰერენტულ ტალღებს, რომლებიც გადიან ორ ერთმანეთთან ძალიან ახლოს განთავსებულ ჭრილში, რის შემდეგაც ხშირ შემთხვევაში ისინი ერთმანეთში ინტერფერენციას ახდენენ.

კვანტურ მექანიკაში ორჭრილოვანი ექსპერიმენტი 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 ჭრილია განთავსებული და მათი გავლით სინათლე ეცემა ფირფიტის უკან განთავსებულ ეკრანზე. ჭრილიდან გამოფრქვეული სხივები თავიანთი ფაზით კოჰერენტულნი არიან, რადგან მათ წარმოშობის საერთო წყარო აქვთ. სინათლის ტალღური ბუნებიდან გამომდინარე ჭრილში 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 ჭრილში, ისინი ეკრანზე აისახებიან ჭრილის ზომითა და ფორმით. იგივე შედეგი იქნება მეორე ჭრილში გასროლის შემთხვევაშიც. თუ ორივე ჭრილი გახსნილი იქნება ერთდროულად, მიღებული შედეგი იქნება უბრალოდ ჯამი თითოეული ჭრილის შედეგისა. სინათლე, მიუხედავად ცალკეულ შემთხვევებში გამომჟღავნებული ნაწილაკური თვისებისა (ფოტონი), ორჭრილოვანი ცდისას 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 ჭრილში 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.

ორჭრილოვანი ცდის 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.