Thí nghiệm SÓNG - HẠT. Vật Chất là gì?

 

Thí nghiệm sóng / hạt. Vật chất là gì?

Đây là những kì dị của lượng tử. Thí nghiệm khe kép nổi tiếng (khe Young)

Để hiểu thí nghiệm này, trước tiên chúng ta cần xem các hạt hay quả cầu nhỏ hành vi ntn?

ta bắn ngẫu nhiên những hạt nhỏ (như viên bi chẳng hạn)

kết quả  trên bức tường phía sau nơi chúng đi qua khe và chạm vào là mô hình một vạch.

Bây giờ nếu ta thêm một khe thứ hai. Ta sẽ thấy một dải thứ hai được tạo ra ở bên phải.

Bây giờ chúng ta hãy nhìn vào sóng.

sóng đánh vào khe tỏa ra, rồi đập vào bức tường phía sau

với cường độ lớn nhất được thể hiện bằng đường vạch thẳng trực tiếp với khe.

Độ sáng trên màn hình tương tự như vạch mà hạt tạo ra.

Nhưng khi thêm khe thứ hai, điều gì đó khác sẽ xảy ra?

Nếu đỉnh của một sóng gặp đáy của sóng khác, chúng triệt tiêu lẫn nhau.

bây giờ ta có một  hệ vân giao thoa ở bức tường phía sau.

nơi hai đỉnh gặp nhau là vạch sáng có cường độ cao nhất, 

còn nơi chúng triệt tiêu thì không có vân sáng nào.

vậy khi chúng ta “ném” thứ:

dạng hạt QUA 2 KHE, chúng ta sẽ nhận được 2 dải điểm nhấn.

còn  với các sóng, chúng ta nhận được một hình ảnh giao thoa của nhiều dải.

Bây giờ chúng ta hãy đi đến lượng tử.

Electron là một hạt vật chất rất nhỏ giống như một viên bi nhỏ.

Ta bắn một dòng electron qua một khe. Nó sẽ giống như một viên bi, một dải duy nhất.

Khi chúng ta bắn dòng electron này qua 2 khe,

Theo dự đoán nó cũng như bắn hạt qua 2 khe kết quả là 2 vạch.

Nhưng không phải vậy! Mà là một hình giao thoa.

Ta đã bắn các electron nhỏ của vật chất "hạt" xuyên qua 2 khe,

Nhưng ta nhận được một mô hình giống như sóng.

Làm thế nào mà các hạt vật chất có thể tạo ra một dạng giao thoa giống như một làn sóng?

Thật vô lý!

Nhưng các nhà vật lý rất thông minh.

họ nghĩ có thể những hạt electron nhỏ đó đã nảy lên nhau và tạo ra mô hình như sóng.

vậy họ quyết định bắn từng electron qua một.

Để không có cách nào chúng có thể can thiệp vào nhau nữa.

Nhưng sau một giờ, tương tự là hình ảnh giao thoa bạn đang nhìn thấy xuất hiện lại là giao thoa sóng.

kết luận vẫn không khác. (Làm sao bắn hạt electron mà tạo kết quả là giao thoa của sóng)

Hay là?

Electron đơn được bắn ra như một hạt,

Hạt ấy một cách tiềm năng thế nào đó lại trở thành sóng đi qua cả hai khe

và giao thoa với chính nó để va vào tường.

nhưng về mặt toán học thì không thể giải thích được.

 

Không thể

vừa đi qua cả hai khe và không đi qua. Hay

chỉ đi qua một khe này và chỉ đi qua khe khác.

Tất cả những khả năng này đều ở trong trạng thái chồng chất với nhau.

nhưng các nhà vật lý bối rối vì điều này.

Vì vậy, họ quyết định đặt quán sát để xem nó thực sự đi qua khe nào.

Họ đặt một thiết bị đo lường quan sát từng khe để xem nó đã đi qua khe nào.

 Nhưng thế giới lượng tử bí ẩn hơn nhiều so với những gì ta có thể tưởng tượng.

khi được quan sát, electron trở lại hoạt động như một viên bi nhỏ, như hạt.

chúng tạo ra một hình của hai dải như hạt, 

không phải là một hình giao thoa của nhiều dải như sóng nữa.

chính hành động đo lường hoặc quan sát khe mà electron đi qua. 

(có nghĩa là nó chỉ đi qua một chứ không phải cả hai)

Electron quyết định hành động khác đi như thể chúng biết rằng chúng đang bị theo dõi.

tại đây, các nhà vật lý đã bước vào thế giới kỳ lạ của các sự kiện lượng tử.

Vậy "vật chất" là gì?

Hạt hay sóng? và sóng của cái gì?

và quan sát viên đã đóng vai trò gì ở đây?

người quan sát đã "biến đổi" sóng chỉ bằng cách là đơn thuần  là quan sát.