คลื่นสามารถเป็นอนุภาคได้ และอนุภาคสามารถเป็นคลื่นได้ นักวิทยาศาสตร์พยายามทำความเข้าใจกับคุณลักษณะที่แปลกประหลาดนี้ของโลกควอนตัม นับตั้งแต่ นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศสอธิบายความเป็นคู่ของคลื่นและอนุภาคเป็นครั้งแรกในปี 1926 เอนทิตี้เป็นคลื่นและอนุภาคในเวลาเดียวกัน อาจเป็น หรือไม่? หรือพวกเขาสลับกันขึ้นอยู่กับสถานการณ์? ธรรมชาติของความเป็นคู่ของคลื่นและอนุภาคดูเหมือน
จะเป็นไปไม่ได้
ที่จะเข้าใจ เพราะไม่มีใครสังเกตเห็นสิ่งที่เป็นทั้งอนุภาคและคลื่นในโลกประจำวันอย่างน้อย นั่นคือสิ่งที่นักฟิสิกส์คิด ในปี 2548 ที่มหาวิทยาลัย ได้ค้นพบปรากฏการณ์ที่แปลกประหลาด หากพวกเขาวางอ่างน้ำมันเครื่องไว้บนเครื่องสั่นแนวตั้ง หยดน้ำมันที่ปล่อยลงบนพื้นผิวจะไม่รวมตัวกับของเหลวที่เหลือ
อย่างที่คุณคาดไว้ แทนที่หยดน้ำจะเด้งขึ้นและลง – แรงกระแทกของมันถูกกันกระแทกด้วยถุงอากาศ ในขณะที่สร้างคลื่นนิ่งแบบวงกลม กำลังปรับความกว้างของการสั่นสะเทือน ละอองเริ่มตกลงบนยอดคลื่นในลักษณะที่พวกมันถูกขับเคลื่อนไปทั่วพื้นผิว พวกเขากระเด็นออกจากด้านข้างของอ่างอาบน้ำ
และอีกคนหนึ่ง แต่อยู่ห่างกันเสมอและไม่เคยสัมผัสกันโดยตรง ราวกับว่าคลื่นกำลังนำทางละอองน้ำให้ร่ายรำอย่างสง่างาม สะบัดผ่านไปและหมุนรอบตัวกัน แต่ไม่เคยปะทะกัน คลื่น-หยด-หรือ “วอล์กเกอร์” ตามที่นักวิจัยเริ่มเรียกมัน ดูเหมือนจะเป็นตัวอย่างแรกที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่าของความเป็นคู่ของคลื่น-
อนุภาค คลื่นไม่สามารถดำรงอยู่ได้หากปราศจากหยดน้ำ และละอองน้ำก็ไม่สามารถเคลื่อนที่ได้หากไม่มีคลื่น เมื่อหยดน้ำจมลงในที่สุด คลื่นที่สัมพันธ์กันก็จะหายไป ในทำนองเดียวกัน หากคลื่นถูกทำให้ชื้น หยดน้ำจะหยุดเคลื่อนที่รอบๆ อ่างน้ำมันเครื่อง แปดปีผ่านไปได้ค้นพบวิธีที่เครื่องช่วยเดินของพวกเขา
สามารถสร้าง
ปรากฏการณ์ที่ก่อนหน้านี้ถือว่าเป็นเอกลักษณ์ของกลศาสตร์ควอนตัม ตั้งแต่วงโคจรเชิงปริมาณไปจนถึงการรบกวนของอนุภาคเดี่ยวในการทดลองแบบกรีดสองครั้งความคล้ายคลึงกันนั้นถูกทำเครื่องหมายไว้จนนักวิจัยหลายคนเริ่มตั้งคำถามว่าอาจมีอะไรมากกว่าความบังเอิญหรือไม่ ง่าย ๆ ได้ไหม
การทดลองแบบคลาสสิกเผยให้เห็นบางอย่างเกี่ยวกับการที่โลกควอนตัมดำเนินไปอย่างไร และยังนำไปสู่ทฤษฎีที่ลึกกว่านั้นด้วย? “ฉันพบว่าผลลัพธ์เหล่านี้น่าทึ่งจริงๆ” นักทดลองฟิสิกส์ควอนตัมแห่งมหาวิทยาลัยโตรอนโตในแคนาดากล่าว “และฉันคิดว่าหลายคนน่าจะพบว่าพวกเขาโดดเด่น”
เดินเดินฟิสิกส์ของปฏิสัมพันธ์ของคลื่นและหยดเหล่านี้อาจดูซับซ้อน แต่ปรากฏการณ์ “เดิน” พื้นฐานนั้นเข้าใจได้ง่าย หากแอมพลิจูดของการสั่นของอ่างน้ำเหมาะสม หยดน้ำจะตกกระทบด้านข้างยอดคลื่นและกระดอนเป็นมุม หยดนำวิถีพาราโบลาไปในอากาศและตกที่ด้านข้างของยอดคลื่นอีกลูกหนึ่ง
หนึ่งในการทดลองแรกๆ ที่ พยายามทำคือการทดลองแบบ double-slit ซึ่งมีชื่อเสียงในกลศาสตร์ควอนตัมในการแสดงให้เห็นถึงความเป็นคู่ของคลื่นและอนุภาค ตามธรรมเนียมแล้ว การทดลองนี้ดำเนินการด้วยแสง: ลำแสงเลเซอร์จะถูกส่งผ่านรอยแยกสองช่องในจาน และรูปแบบผลลัพธ์จะถูกฉายไปยัง
หน้าจอด้านหลัง รูปแบบนี้เผยให้เห็นรอยแสงและความมืด ซึ่งบ่งชี้ว่าแสงที่เลี้ยวเบนจากรอยแยกหนึ่งจะรบกวนแสงจากอีกช่องหนึ่งเหมือนคลื่น อย่างไรก็ตาม รูปแบบการรบกวนที่เหมือนคลื่นแบบเดียวกันสามารถสร้างขึ้นอย่างช้าๆ แม้ว่าจะมีเพียงโฟตอนเดียวที่ส่งผ่านไปในแต่ละครั้งกระดอนเป็นมุมอีกครั้ง
และวนซ้ำ
ซึ่งดำเนินการในปี 2549 ใช้การจัดเรียงพื้นฐานแบบเดียวกัน แต่ใช้เครื่องช่วยเดินแทนโฟตอน และจานที่มีร่องสองร่องซึ่งบางส่วนจมอยู่ในอ่างน้ำมัน นักวิจัยปล่อยเครื่องช่วยเดินเข้าหาจาน: ถ้าเครื่องช่วยเดินมาถึงจานเอง องค์ประกอบคลื่นของเครื่องช่วยเดินจะลดระดับลง และเครื่องช่วยเดินก็หยุด
หรือถูกสะท้อนกลับ ในทางกลับกัน ถ้าคนเดินมาถึงช่องหนึ่งในสองรอยแยกของแผ่นเปลือกโลก มันจะทะลุผ่านและนักวิจัยก็วัดวิถีโคจรที่ตามมา (ดูรูปที่ 2) เมื่อผู้เดินเดินผ่านช่องแคบ ทิศทางของมันก็ดูเหมือนจะสุ่มและไม่มีความสัมพันธ์กับวิถีเดิมของมัน อย่างไรก็ตาม เมื่อนับเส้นทางการเคลื่อนที่สุดท้าย
“เราประหลาดใจจริงๆ” ฟอร์ทกล่าว “ในหลักสูตรปริญญาตรีปีแรกเกี่ยวกับกลศาสตร์ควอนตัม คุณดูการทดลองนี้ และคุณพยายามนึกถึงระบบดั้งเดิมที่ทำแบบเดียวกัน แต่ไม่มีเลย นี่เป็นการค้นพบจริงๆ” ความสำเร็จของการทดลองแบบ เป็นแรงบันดาลใจให้ ลองทำการทดลองอื่นๆ ที่ชวนให้นึกถึงการทดลอง
ในกลศาสตร์ควอนตัม พวกเขาวางไม้เท้าไว้ภายในอ่างอาบน้ำ และพยายามกักขังพวกมันไว้ในกรงสี่เหลี่ยมที่มีที่กั้นใต้น้ำที่มีความกว้างต่างกัน ส่วนใหญ่แล้วผู้เดินจะกระเด้งไปรอบ ๆ คอกเล็ก ๆ เช่นลูกบิลเลียด อย่างไรก็ตาม ในปี 2009 นักวิจัยค้นพบว่ามีความเป็นไปได้เพียงเล็กน้อยที่ผู้เดินสามารถ
“อุโมงค์” ข้ามสิ่งกีดขวางได้ ในระหว่างขั้นตอนการขุดอุโมงค์นี้ ละอองลอยข้ามสิ่งกีดขวาง และเมื่อผ่านไปแล้ว คลื่นที่สอดคล้องกันก็ปรากฏขึ้นอีกครั้งและคนเดินก็เดินต่อไปตามปกติ ช่วงของเอฟเฟกต์ควอนตัมที่การทดลองการกระเด้ง-ปล่อยเกิดขึ้นนั้นน่าทึ่งมาก ในกลศาสตร์ควอนตัม
การขุดอุโมงค์เกิดขึ้นจากหลักการความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์ก ตัวอย่างเช่น อนุภาคแอลฟาอาจมีพลังงานไม่เพียงพอที่จะหนีออกจากนิวเคลียสของอะตอม แต่ก็ยังมีโอกาสที่มันจะหนีออกไปได้เนื่องจากความไม่แน่นอนโดยธรรมชาติในตำแหน่งของมัน ในขณะที่คุณสมบัติที่ควบคุมการขุดอุโมงค์ในระบบควอนตัมคือความหนาของสิ่งกีดขวางและพลังงานของอนุภาค
แนะนำ ufaslot888g
