I dag har jeg vært på laben, og undervist en øving i kvantemekanikk. Øvingen heter «Naturens dobbelsidighet», og demonstrerer noe som er temmelig mystisk, nemlig hvordan lys både har bølgeegenskaper og partikkelegenskaper.
I 1801 eller noe slikt var det en brite som het Thomas Young, som utførte et eksperiment for å avgjøre om lys er partikler eller bølger. Han sendte lys mot en skjerm med to smale spalter i, og observerte at han fikk det vi kaller et interferensmønster. Jeg er ikke sikker på hvor nøye jeg skal forklare dette, men jeg vil gjerne formidle dette på en lettfattelig, men korrekt måte, så jeg tar gjerne imot tilbakemelding hvis det er noe som er uklart.
Poenget er at interferens er et bølge-fenomen. Når to bølger møtes blir resultatet summen av de to bølgene. For eksempel, hvis vi tenker oss to vannbølger som møtes. Når begge bølgetoppene er på samme sted blir den resulterende bølgetoppen dobbelt så høy, og hvis en opp og en bunn møtes blir utslaget null. Akkurat det samme skjer med lys i dette eksperimentet, og det kan vi observere som et stripemønster der lyset treffer. Dette viser altså at lys har bølgenatur.
Det vi så gjør på laben, er at vi bruker en fotomultiplikator, som er en dings som kan telle fotoner, og skrur vi ned intensiteten på lyset, og da kan vi tydelig se to ting, som er litt urovekkende:
1) Fotonene kommer ett og ett igjennom dobbelspalten.
2) Fotonene danner likevel et interferensmønster.
Så da kan man begynne å stille seg en hel masse spørsmål omkring hva som egentlig foregår når ett eneste foton treffer de to spaltene. Går det igjennom den ene spalten, eller går det på magisk vis gjennom begge? Og hvordan greier det å interferere med seg selv? Meget mystiske greier. Om noen vil se er det bare å si fra, så kan vi ta en tur på laben.
-Tor Nordam
Comments