Повече от 100 години квантовата физика твърди, че светлината е едновременно вълна и частица. Изследователи от Масачузетския технологичен институт (MIT) проведоха експеримент, който потвърди, че макар светлината да може да се държи като вълна или като частица, тя не може да бъде наблюдавана едновременно в двете състояния. Това откритие дава окончателен отговор в дългогодишния дебат между Алберт Айнщайн и Нилс Бор.
Дебатът на титаните в науката
Спорът за природата на светлината датира още от XVII век. През 1801 г. Томас Йънг доказва вълновата природа на светлината с експеримента си с двоен процеп. Век по-късно, Макс Планк и Алберт Айнщайн установяват, че светлината се излъчва в малки пакети, наречени кванти, а частицата светлина е наречена фотон. Така се ражда концепцията за корпускулярно-вълновата двойственост.
Въпреки това, принципът на неопределеността, формулиран от Нилс Бор, гласи, че не можем да наблюдаваме фотон, действащ едновременно като вълна и частица. Бор нарича това „допълняемост“. Айнщайн, който не одобряваше случайността в квантовата механика, се опита да опровергае този принцип с нов прочит на експеримента на Йънг. Той смяташе, че ако се измери „раздвижването“ на процепите от преминаващите фотони, би било възможно да се наблюдават едновременно и двете свойства. Бор обаче твърди, че подобно измерване би унищожило вълновото поведение на светлината.
Експериментът на MIT дава окончателен отговор
Екипът на MIT, воден от физиците Волфганг Кетерле и Виталий Федосеев, решава да провери твърденията, като създава възможно най-простата версия на експеримента с двоен процеп, използвайки единични атоми. Те подреждат 10 000 отделни атома, охладени до части от градуса над абсолютната нула, като всеки атом действа като процеп.
Експериментът показа, че Бор е бил прав, а Айнщайн е сгрешил. Колкото по-точно се измерва местоположението на атомите, толкова по-слаба е дифракционната картина, което означава, че вълновите свойства на светлината се губят.
„Айнщайн и Бор никога не биха си помислили, че е възможно да се извърши такъв експеримент с единични атоми и единични фотони“, каза Кетерле.
Резултатите допълнително затвърждават странностите на квантовата физика, в която свойствата на частиците не могат да бъдат измерени едновременно. Вселената изглежда функционира на базата на вероятности, а не на абсолютна определеност, което, за разочарование на Айнщайн, означава, че „Бог играе на зарове“.
Източник: Блиц
