Ο χρόνος και ο χώρος είναι εναλλάξιμοι; Δημιουργήθηκαν “σχισμές χρόνου” σε ένα εκπληκτικό πείραμα φυσικής. Δυνατότητα μετακίνησης στον χρόνο;

 

Μεγάλη τουρκική άσκηση στο Αιγαίο για απόβαση στα νησιά μας: Συμμετέχουν 18.000 τούρκοι στρατιώτες, 113 πλοία και 59 αεροσκάφη. Η αεροναυτική άσκηση «Θαλασσόλυκος 23» ξεκινά την Πέμπτη.

Η ΤΕΤΑΡΤΗ ΔΙΑΣΤΑΣΗ

 

ΒΡΗΚΑΜΕ ΜΙΑ ΤΕΤΑΡΤΗ ΧΩΡΙΚΗ ΔΙΑΣΤΑΣΗ. ΜΙΑ ΑΛΗΘΙΝΗ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΗ ΑΝΑΚΑΛΥΨΗ.

Η ΑΝΤΙΒΑΡΥΤΗΤΑ, Η ΥΠΕΡΒΑΡΥΤΗΤΑ ΚΑΙ ΟΙ ΑΝΩΤΕΡΕΣ ΔΙΑΣΤΑΣΕΙΣ.

ΥΠΑΡΧΟΥΝ ΚΡΥΜΜΕΝΕΣ ΔΙΑΣΤΑΣΕΙΣ ΣΤΟ ΣΥΜΠΑΝ;

 

ΠΩΣ ΧΑΘΗΚΑΝ 6 ΔΙΑΣΤΑΣΕΙΣ ΠΟΥ ΔΙΕΘΕΤΕ ΚΑΠΟΤΕ Ο ΣΗΜΕΡΙΝΟΣ ΤΡΙΣΔΙΑΣΤΑΤΟΣ ΚΟΣΜΟΣ.

Επιστήμονες έδειξαν ότι μπορούν να στείλουν το φως μέσα από “σχισμές” χρόνου. Οι ερευνητές επανέλαβαν το κλασικό πείραμα διπλής σχισμής χρησιμοποιώντας λέιζερ, οι σχισμές τους όμως είναι χρονικές και όχι χωρικές.

Το νέο αυτό πείραμα αποτελεί μια διαφορετική εκδοχή της ιστορικής (220 ετών) επίδειξης, κατά την οποία το φως που περνά μέσα από δύο σχισμές, δημιουργεί ένα μοναδικό χωρικό μοτίβο συμβολής, όπου οι κορυφές και οι κοιλίες των φωτεινών κυμάτων αλληλοενισχύονται η αλληλοεξουδετερώνονται. Στο νέο πείραμα, οι ερευνητές δημιούργησαν ένα παρόμοιο μοτίβο -αυτή τη φορά στον χρόνο, όχι στον χώρο- στην ουσία μεταβάλλοντος το χρώμα ενός εξαιρετικά σύντομου παλμού λέιζερ.

 

Τα ευρήματα ανοίγουν το δρόμο για την εξέλιξη των αναλογικών υπολογιστών, οι οποίοι διαχειρίζονται δεδομένα μέσω δεσμών φωτός αντί των γνωστών ψηφιακών bits – ίσως μπορέσουν, ακόμα, να κάνουν αυτού του είδους τους υπολογιστές να “μάθουν” από τα δεδομένα. Επιπλέον, εμβαθύνουν την κατανόησή μας για την θεμελιώδη φύση του φωτός και τις αλληλεπιδράσεις του με τα υλικά.

Για τη νέα μελέτη, που δημοσιεύτηκε αυτόν τον Απρίλιο στο επιστημονικό περιοδικό “Nature Physics”, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν οξείδιο ινδίου κασσίτερου (ITO), ένα υλικό που βρίσκεται στις οθόνες των περισσότερων κινητών τηλεφώνων. Οι επιστήμονες γνώριζαν ήδη ότι το ITO μπορούσε -ως απόκριση στην παρουσία φωτός- να μεταβληθεί από διαφανές υλικό σε ανακλαστικό, οι ερευνητές όμως διαπίστωσαν ότι αυτό συμβαίνει πολύ πιο γρήγορα απ’ όσο πιστεύαμε έως τώρα· σε λιγότερο από 10 femtoseconds (10 εκατομμυριοστά του δισεκατομμυριοστού του δευτερολέπτου).

«Αυτή ήταν μια ιδιαίτερα μεγάλη έκπληξη και στην αρχή ήταν κάτι που δεν μπορούσαμε να εξηγήσουμε», δηλώνει ο επικεφαλής της μελέτης Riccardo Sapienza, φυσικός στο Imperial College του Λονδίνου. Εξετάζοντας ενδελεχώς την θεωρία σχετικά με το πώς τα ηλεκτρόνια στο ITO αντιδρούν στο προσπίπτον φως, οι ερευνητές κατάφεραν τελικά να καταλάβουν γιατί η ταχύτητα της αντίδρασης ήταν τόσο μεγάλη. «Μας πήρε, όμως, πολύ χρόνο για να το καταλάβουμε».

Ο χρόνος παίρνει την θέση του χώρου

Ο Thomas Young απέδειξε για πρώτη φορά την κυματική φύση του φωτός, εκτελώντας το κλασικό -πλέον- πείραμα της “διπλής σχισμής”, το 1801. Καθώς το φως περνάει μέσα από τις δύο σχισμές ενός πετάσματος, τα κύματα εκπέμπονται προς διαφορετικές κατευθύνσεις, με αποτέλεσμα αυτά που περνούν από τη μία σχισμή να αλληλεπικαλύπτονται με αυτά που περνούν από την άλλη. Οι κορυφές και οι κοιλίες των κυμάτων αυτών, είτε αθροίζονται είτε ακυρώνονται, δημιουργώντας φωτεινούς και σκοτεινούς κροσσούς· δηλαδή ένα μοτίβο συμβολής.

Στη νέα μελέτη, ο Sapienza και οι συνεργάτες του δημιούργησαν ένα τέτοιο μοτίβο συμβολής στον χρόνο, εκπέμποντας έναν παλμό λέιζερ ως “αντλία” (δηλαδή για μεταφορά ενέργειας, ή αλλιώς “optical pumping”, στα ηλεκτρόνια του υλικού) σε μια οθόνη που είχε επικαλυφθεί με ITO. Το ITO αρχικά ήταν διαφανές, όμως το φως από το λέιζερ μετέβαλε τις ιδιότητες των ηλεκτρονίων μέσα στο υλικό, με αποτέλεσμα αυτό στη συνέχεια να ανακλά το φως όπως ένα κάτοπτρο. Έτσι, μία ακόλουθη δέσμη λέιζερ “ανιχνευτής”, θα έβλεπε αυτή την προσωρινή αλλαγή στις οπτικές ιδιότητες ως μια σχισμή στο χρόνο, με “μήκος” μόλις μερικές εκατοντάδες φεμτοδευτερόλεπτα. Η χρήση ενός δεύτερου παλμού λέιζερ “αντλίας” έκανε το υλικό να συμπεριφέρεται σαν να διέθετε δύο χρονικές σχισμές, ένα ανάλογο της περίπτωσης όπου το φως διέρχεται μέσα από δύο χωρικές σχισμές.  

Και ενώ η διέλευση μέσα από συμβατικές χωρικές σχισμές οδηγεί σε αλλαγές κατεύθυνσης και “άπλωμα” στον χώρο, του φωτός, το πέρασμα μέσα από αυτή την διπλή “χρονική σχισμή” προκαλεί μεταβολές όσον αφορά στη συχνότητα, η οποία είναι αντιστρόφως ανάλογη του μήκους κύματός του. Το μήκος κύματος του ορατού φωτός, είναι αυτό που καθορίζει το χρώμα του.

Στο νέο πείραμα, το μοτίβο συμβολής εμφανίστηκε ως μία σειρά κροσσών, μία σειρά από πρόσθετες κορυφές στο φάσμα συχνοτήτων· το γράφημα της μετρούμενης έντασης του φωτός σε διαφορετικές συχνότητες. Όπως ακριβώς, η μεταβολή της απόστασης μεταξύ των χωρικών σχισμών αλλάζει το μοτίβο συμβολής που προκύπτει, έτσι η υστέρηση μεταξύ των χρονικών σχισμών υπαγορεύει τις αποστάσεις των κροσσών συμβολής στα φάσματα συχνοτήτων. Και ο αριθμός των κροσσών σε αυτά τα μοτίβα παρεμβολής που είναι ορατοί, προτού το πλάτος τους μειωθεί στο επίπεδο του θορύβου υποβάθρου, μας αποκαλύπτει το πόσο γρήγορα μεταβάλλονται οι ιδιότητες του ITO· υλικά με βραδύτερες αποκρίσεις παράγουν λιγότερους ανιχνεύσιμους κροσσούς συμβολής.

Δεν είναι η πρώτη φορά που οι επιστήμονες βρήκαν πώς να χειρίζονται το φως στο χρόνο, αντί στον χώρο. Για παράδειγμα, οι επιστήμονες της Google ισχυρίζονται ότι ο κβαντικός τους υπολογιστής, ο “Sycamore”, δημιούργησε έναν χρονοκρύσταλλο, μια νέα φάση της ύλης, που μεταβάλλεται περιοδικά στο χρόνο, κάτι αντίστοιχο με τα άτομα που διατάσσονται στον χώρο βάσει περιοδικών μοτίβων.

Ο Andrea Alù, ένας φυσικός στο “The City University of New York” που δεν συμμετείχε σε αυτή τη μελέτη (έχει όμως εκτελέσει άλλα πειράματα στα οποία δημιουργήθηκαν ανακλάσεις φωτός στο χρόνο), περιέγραψε το πείραμα ως μια ακόμη “ξεκάθαρη επίδειξη” του ότι ο χρόνος και ο χώρος μπορούν να είναι εναλλάξιμοι.

«Η πλέον αξιοσημείωτη πτυχή του πειράματος είναι ότι δείχνει πώς μπορούμε να μεταβάλλουμε την διαπερατότητα (η οποία καθορίζει το κατά πόσο ένα υλικό διαδίδει ή αντανακλά το φως) αυτού του υλικού (ITO) πολύ γρήγορα και σε σημαντικό βαθμό», δηλώνει ο Alù. «Αυτό επιβεβαιώνει ότι το συγκεκριμένο υλικό αποτελεί ιδανικό υποψήφιο για επίδειξη χρονικών ανακλάσεων και χρονοκρυστάλλων».

Οι ερευνητές ελπίζουν πως θα μπορέσουν να χρησιμοποιήσουν τα φαινόμενα αυτά για να δημιουργήσουν μεταϋλικά, σχεδιασμένα έτσι ώστε να αλλάζουν την πορεία του φωτός με συγκεκριμένους και συχνά σύνθετους τρόπους.

Μέχρι σήμερα, αυτά τα μεταϋλικά είναι στατικά, κάτι που σημαίνει ότι για να αλλάξει ο τρόπος με τον οποίο το μεταϋλικό επηρεάζει τη διαδρομή του φωτός, απαιτείται η χρήση μιας εντελώς νέας δομής μεταϋλικού – ένας νέος αναλογικός υπολογιστής για κάθε διαφορετικό τύπο υπολογισμού, για παράδειγμα, εξηγεί ο Sapienza.

«Τώρα έχουμε ένα υλικό που μπορούμε να το αναδιαμορφώνουμε, κάτι που σημαίνει ότι μπορούμε να το χρησιμοποιήσουμε για περισσότερους από έναν σκοπούς», λέει ο ίδιος, προσθέτοντας ότι μια τέτοια τεχνολογία θα μπορούσε να επιτρέψει την εκτέλεση νευρομορφικής υπολογιστικής, η οποία μιμείται τον εγκέφαλο.

Το πείραμα της διπλής σχισμής και το μυστήριο του κβαντικού κόσμου

http://www.openscience.gr/

 

Ίσως το μεγαλύτερο μυστήριο του φυσικού μας κόσμου να είναι αυτό που αποτελεί την καρδιά της κβαντικής φυσικής πάνω στην οποία είναι χτισμένη ένα μεγάλο μέρος των τεχνολογικών μας επιτευγμάτων. Το μυστήριο αυτό αφορά στη φύση του κβαντικού κόσμου και αποτέλεσε αντικείμενο φιλονικίας μεταξύ μεγάλων επιστημόνων για αιώνες. Η φιλονικία αυτή ξεκίνησε μεταξύ ενός στρατοπέδου με πρωτοστάτη τον Νεύτωνα και οι οποίοι πίστευαν στη σωματιδιακή φύση του φωτός και αναφέρονταν συχνά στην ανάκλαση του φωτός για να στηρίξουν το πιστεύω τους. Στο αντίπαλο στρατόπεδο με πρωτοστάτες τον Hooke και Huygens, οι επιστήμονες πίστευαν στην κυματική φύση του φωτός και ανέφεραν φαινόμενα όπως η περίθλαση. Οι ιδέες του Huygens και των ομοϊδεατών του όμως επισκιάστηκαν από το μεγάλης βαρύτητα όνομα του Νεύτωνα. Ήταν στις αρχές του 19ου αιώνα όταν η κυματική φύση του φωτός ξανάρθε στο προσκήνιο μετά από ένα απλό αλλά ιδιοφυές πείραμα του Young και το οποίο ονομάστηκε το πείραμα της διπλής σχισμής. Σε αυτό το πείραμα ο Young έριξε φως προς ένα τοίχο το οποίο περιείχε 2 μικρές σχισμές. Σε ένα δεύτερο τοίχο από πίσω το φως δεν έφτασε μόνο στα σημεία ακριβώς πίσω από τις σχισμές αλλά δημιούργησε σε όλο τον τοίχο εναλλασσόμενες φωτεινές και σκοτεινές λωρίδες, κάτι που μαρτυρούσε ότι το φως ταξίδεψε ως κύμα και περνώντας τις 2 σχισμές τα δυο νέα κύματα προκάλεσαν συμβολή με αποτέλεσμα την ακύρωση τους σε κάποια σημεία και την πρόσθεση τους σε άλλα. Η συμβολή αυτή που μόνο κύματα μπορούν να υποστούν όπως ακόμα και τα κύματα της θάλασσας είναι ουσιαστικά προσθετική όταν δυο κορυφές δυο κυμάτων συναντηθούν και ακυρώνονται όταν μια κορυφή συναντήσει ένα κοίλωμα του άλλου κύματος.

Παρόλο που η κυματική θεωρία άρχισε να αποκτά περίοπτη θέση, στις αρχές του 20ου αιώνα ο Αϊνστάιν με την εξήγηση του φωτοηλεκτρικού φαινόμενου αναβίωσε την σωματιδιακή φύση του φωτός. Το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο είναι εκείνο κατά ο οποίο ακτινοβολία που προσπίπτει σε ένα μέταλλο για παράδειγμα αναγκάζει ηλεκτρόνια να αποδεσμεύονται από τα άτομα του μετάλλου. Ο Αϊνστάιν κατάλαβε ότι το γεγονός ότι μια ασθενής μπλε ακτινοβολία προκαλεί το φαινόμενο αλλά μια ισχυρή κόκκινη όχι, τότε δεν είναι κύματα υπεύθυνα που η ενέργεια τους δηλαδή η ένταση τους μεγαλώνει με τη φωτεινότητα αλλά η ακτινοβολία μεταφέρεται στο μέταλλο σε μικρά πακέτα με διαφορετικές ενέργειες. Ο de Broglie έβαλε τη θεωρητική βάση της δισυπόστατης φύσης του φωτός και του υπόλοιπου κβαντικού κόσμου κάτι το οποίο διαπιστώθηκε σε πειράματα όπου δέσμες ηλεκτρονίων και όχι φωτονίων αυτή τη φορά επέδειξαν φαινόμενα συμβολής.

Ένα από αυτά τα πειράματα όπου επαναλήφθηκε το πείραμα του Young με τη διπλή σχισμή αλλά χρήση δέσμης ηλεκτρονίων και όχι φωτονίων έβαλε τη τελική πινελιά στη δισυπόστατη φύση του κβαντικού κόσμου. Τα ηλεκτρόνια περνώντας από τις δυο σχισμές σχηματίζουν στον ανιχνευτή από πίσω τις εναλλασσόμενες λωρίδες της συμβολής σαν να ήταν δηλαδή κύματα και όχι σωματίδια που περνούσαν τις σχισμές. Το εν λόγω πείραμα ψηφίστηκε από τους αναγνώστες του περιοδικού "Ο Κόσμος της Φυσικής" το 2002 ως το ομορφότερο πείραμα στην ιστορία και η απόδειξη της δισυπόστατης φύσης του κβαντικού κόσμου παραμένει ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια του φυσικού κόσμου που όμως έχουμε αποδεχτεί και εφαρμόσει στις επιστήμες. Η δισυπόστατη φύση του κβαντικού κόσμου δικαιώνει την έκφραση ότι η επιστήμη ξεπερνά κάθε φαντασία και μαγικό σενάριο.

 

 

Το πείραμα των δύο σχισμών

https://www.kathimerinifysiki.gr/2016/07/peirama-dyo-sxismwn.html

Το πείραμα των δύο σχισμών πραγματοποιήθηκε για πρώτη φορά από τον Thomas Young, το μακρινό 1803. Την εποχή εκείνη, ο κύριος Young το χρησιμοποίησε ως απόδειξη ότι το φως είναι κύμα και όχι σωματίδια όπως πίστευε ο Νεύτωνας. 1

Που να ήξερε ότι χρόνια μετά, το ίδιο πείραμα θα γινόταν το σήμα κατατεθέν της κβαντικής φυσικής. Ας το δούμε αναλυτικά.

Η διάταξη του πειράματος είναι αρκετά απλή. Έχουμε ένα λεπτό τοίχωμα με δύο πολύ μικρές σχισμές σε κοντινή απόσταση (Ναι, το ξέρω ότι αυτό είναι λίγο ασαφές αλλά καλύτερα ας μην μπούμε σε τεχνικές λεπτομέρειες. Για περισσότερες πληροφορίες δείτε εδώ.) και ακριβώς απέναντι μία οθόνη η οποία καταγράφει το αποτέλεσμα του πειράματος.

Έστω λοιπόν ότι βάζουμε όλο αυτό το σύστημα μέσα στο νερό και με κάποιο τρόπο προκαλούμε κύματα πίσω από το τοίχωμα.

Αν σας μπερδεύει αυτή η απεικόνιση των κυμάτων, μην ανησυχείτε, είναι το ίδιο πράγμα με την κλασική απεικόνιση, απλά σκεφθείτε ότι βλέπετε τα κύματα από πάνω. Οι κύκλοι είναι οι κορυφές του κύματος και οι χώροι ανάμεσα στους κύκλους είναι τα κοίλα του κύματος.

Ας δούμε για αρχή τι συμβαίνει αν το κύμα πέσει σε ένα τοίχωμα με μία μόνο σχισμή. Η σχισμή λειτουργεί σαν μια καινούργια πηγή. Η οθόνη μπορεί να απεικονίσει την ένταση του κύματος (δηλαδή το ύψος του νερού) που πέφτει πάνω της σε κάθε σημείο ξεχωριστά και το αποτέλεσμα θα είναι όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα. Ακριβώς στο κέντρο της σχισμής η ένταση το κύματος είναι η μεγαλύτερη δυνατή. Το αποτέλεσμα στην οθόνη βέβαια εξαρτάται από το εύρος της σχισμής, αλλά για τον σκοπό μας ας υποθέσουμε ότι το εύρος είναι τέτοιο ώστε να δώσει αυτή την εικόνα.

Όσο πιο σκούρο το χρώμα τόσο πιο μεγάλη η ένταση του κύματος

Αφού με τη μία σχισμή η εικόνα ήταν αυτή, με τις δύο σχισμές η εικόνα θα είναι κάτι τέτοιο, σωστά;

Όχι ακριβώς. Όταν δύο κύματα συναντιούνται μπορούν να συμβούν τρία πράγματα: Αν συναντηθούν δύο κορυφές ή δύο κοιλότητες των κυμάτων θα δημιουργήσουν μια μεγαλύτερη κορυφή ή κοιλότητα. Αν συναντηθεί μία κορυφή με μία κοιλότητα θα αλληλοαναιρεθούν.

Οπότε το αποτέλεσμα θα είναι κάτι τέτοιο.

Όσο πιο σκούρο το χρώμα τόσο πιο μεγάλη η ένταση του κύματος. Το λευκό σημαίνει μηδενική ένταση, δηλαδή το νερό δεν ταλαντώνεται σε αυτά τα σημεία!

Μέγιστη ένταση εκεί που οι κορυφές και οι κοιλότητες συναντιούνται, μηδενική ένταση εκεί που κορυφές και κοιλότητες αλληλοαναιρούνται. Τα κύματα λέμε πως συμβάλουν και το αποτέλεσμα ονομάζεται εικόνα συμβολής.

Τώρα θα επαναλάβουμε το πείραμα, αλλά αυτή τη φορά θα στείλουμε μικρά αντικείμενα προς την οθόνη, έστω μπίλιες, σαν κι αυτές που παίζαμε μικροί. Όπως είναι λογικό, το αποτέλεσμα στην οθόνη θα είναι μία γραμμή από χτυπήματα για τη μία σχισμή και δύο γραμμές για τις δύο σχισμές.

Βλέπουμε λοιπόν πως το αποτέλεσμα του πειράματος διαφέρει εντελώς αναλόγως με το αν θα χρησιμοποιήσουμε ύλη ή κύματα.

Κάποιος λοιπόν είχε τη φαεινή ιδέα να χρησιμοποιήσει ηλεκτρόνια σε αυτό το πείραμα. Μιας και τα ηλεκτρόνια αποτελούν μια μικροσκοπική ποσότητα ύλης, σαν πολύ, πολύ μικρές μπίλιες, η λογική λέει πως θα δώσουν το ίδιο αποτέλεσμα με αυτές. Και όντως, όταν εκτελούμε το πείραμα με τη μία σχισμή, το αποτέλεσμα είναι ολόιδιο: μια λεπτή γραμμή από ίχνη ηλεκτρονίων.

Όπως ήδη φαντάζεστε, το επόμενο βήμα είναι να ρίξουμε ηλεκτρόνια σε ένα τοίχωμα με δύο σχισμές. Και εδώ η κοινή λογική περνάει μια κρίση. Γιατί αντί για το αναμενόμενο αποτέλεσμα…παίρνουμε μια εικόνα συμβολής.

Τι σημαίνει εικόνα συμβολής για τα ηλεκτρόνια; Σημαίνει ότι τα ηλεκτρόνια δεν θα σχηματίσουν μόνο δύο γραμμές απέναντι από τις σχισμές αλλά πολλές γραμμές σε όλο το μήκος της οθόνης! Το μεγαλύτερο ποσοστό των ηλεκτρονίων θα πέσει ακριβώς στο κέντρο της οθόνης, ανάμεσα από τις δύο σχισμές του τοιχώματος. Το δεύτερο μεγαλύτερο ποσοστό θα πέσει σε δύο λωρίδες αριστερά και δεξιά της κεντρικής και ούτω κάθε εξής.

Ρίξαμε ηλεκτρόνια, δηλαδή μικροσκοπικά κομμάτια ύλης, και πήραμε μια εικόνα η οποία είναι χαρακτηριστική των κυμάτων.

ΠΩΣ ΓΙΝΕΤΑΙ ΑΥΤΟ;

Την ίδια απορία είχαν και οι Φυσικοί. Υποψιάστηκαν λοιπόν ότι στέλνοντας στο τοίχωμα μια δέσμη ηλεκτρονίων, μπορεί τα ηλεκτρόνια να συγκρούονται μεταξύ τους και γι’ αυτό να δίνουν αυτή την εικόνα στην οθόνη.

«Αν δεν φταίει αυτό τότε σίγουρα έχει να κάνει με εξωγήινους.»

Οπότε ξαναέκαναν το πείραμα, μόνο που αυτή τη φορά έστελναν τα ηλεκτρόνια ένα-ένα. Δυστυχώς όμως για την ψυχική τους υγεία, το αποτέλεσμα ήταν ακριβώς το ίδιο: μια εικόνα συμβολής.

Κανείς δε μπορούσε να αμφισβητήσει το αποτέλεσμα του πειράματος. Τα ηλεκτρόνια συμπεριφέρονταν ως κύματα. Σύμφωνα με την επικρατέστερη ερμηνεία της κβαντικής φυσικής 2, αυτό σημαίνει ότι το κάθε ηλεκτρόνιο περνάει και από τις δύο σχισμές ταυτόχρονα, συμβάλει σαν κύμα με τον εαυτό του και τελικά καταλήγει στην οθόνη ως σωματίδιο.

Μάλλον θα σκέφτεστε ότι αυτό δεν βγάζει κανένα απολύτως νόημα. Γιατί λοιπόν να μην κρυφοκοιτάξουμε και να ξεκαθαρίσουμε μια και καλή από ποια από τις δύο σχισμές περνάει το κάθε ηλεκτρόνιο;

Τοποθετούμε λοιπόν δύο ανιχνευτές στις σχισμές και ξεκινάμε το πείραμα. Οι ανιχνευτές δουλεύουν όπως πρέπει και μπορούμε να δούμε πως το κάθε ηλεκτρόνιο περνάει είτε από τη μία, είτε από την άλλη σχισμή.

Τέλεια, το πρόβλημα λύθηκε! Αφού το κάθε ηλεκτρόνιο περνάει από μία σχισμή είναι αδύνατον να συμβάλει με τον εαυτό του και σίγουρα θα υπάρχει κάποια άλλη εξήγηση για το αποτέλεσμα στην οθόνη (εξωγήινοι;).

Δημιουργείται όμως ένα άλλο πρόβλημα (σιγά που θα ήταν τόσο απλό!). Το αποτέλεσμα στην οθόνη έχει αλλάξει. Για την ακρίβεια, δεν υπάρχει καμία συμβολή και τα ηλεκτρόνια συμπεριφέρονται ως απλά σωματίδια. Ό,τι δηλαδή περιμέναμε εξ’ αρχής από μικρές μπίλιες ύλης, δύο κάθετες γραμμές ακριβώς απέναντι από τις σχισμές.

Η πράξη και μόνο της παρακολούθησης άλλαξε το αποτέλεσμα του πειράματος!

Τι είναι τελικά τα ηλεκτρόνια; Πως γίνεται η ύλη να έχει και κυματικές και σωματιδιακές ιδιότητες; Τι ακριβώς αναπαριστούν αυτά τα κύματα και πως γίνεται το ίδιο πείραμα να δίνει δύο εντελώς διαφορετικά αποτελέσματα;

Καλώς ήλθατε στον κόσμο της Κβαντικής Φυσικής!

«Πρέπει να θυμόμαστε ότι αυτό που παρατηρούμε δεν είναι η ίδια η φύση, αλλά η φύση εκτεθειμένη στη μέθοδο ανάκρισής μας».  

Werner Heisenberg (1901-1976) 

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΙ ΦΙΛΟΣΟΦΙΑ

ΖΗΝΩΝ ΠΑΠΑΖΑΧΟΣ