Kvant fizikləri işığın əsl təbiətini sübut edirlər…

…100 ildən artıqdır ki, işığın həm dalğa, həm də hissəcik olduğu məlumdur. Fiziklər fərdi, çox soyuq atomlardan istifadə edərək təsdiq etdilər ki, işığın bir hissəcik və ya dalğa kimi davrana bildiyi halda, eyni anda hər ikisi kimi davranması görünə bilməz.

SİA-nın əldə etdiyi məlumata görə, tədqiqat Physical Review Letters jurnalında dərc edilib.

İşığın qəribə davranışı: iki yarıq təcrübə

17-ci əsrdə İsaak Nyuton işığın hissəciklərdən ibarət olduğuna inanırdı və Xristiaan Qyuqens işığın dalğa olduğuna inanırdı. 1801-ci ildə fizik Tomas Yanq iki dar yarıqdan divara işıq saçdığı və burada klassik müdaxilə nümunəsi adlanan parlaq və qaranlıq zolaqlar meydana gətirdiyi məşhur ikiqat yarıq təcrübəsini həyata keçirdi. Müdaxilə çoxlu işıq dalğalarının üst-üstə düşməsi nəticəsində işığın intensivliyinin yenidən bölüşdürülməsidir.

Əgər işıq bir hissəcik olsaydı, iki yarığın hər birindən fərqli fotonlar keçəndə divarda üst-üstə düşən iki işıq zolağının görünməsini gözləmək olardı.

Gənc, işığın divar boyunca paylandığını, işıq və kölgənin alternativ müdaxilə nümunələrini meydana gətirdiyini tapdı. Bunu yalnız onunla izah etmək olardı ki, hər bir yarıqdan işıq dalğaları buraxılır və bir-biri ilə qarşılıqlı təsir göstərir, nəticədə konstruktiv və dağıdıcı müdaxilə yaranır.

20-ci əsrin əvvəllərində Maks Plank işığın kvant adlanan kiçik hissələrdə yayıldığını sübut etdi.

Albert Eynşteyn işığın kvantının foton adlanan hissəcik olduğunu sübut etdi. Sonralar kvant fizikası fotonların da dalğa kimi davrandığını göstərdi. Yəni işıq həm dalğa, həm də zərrədir. İşığın bu davranışı dalğa-hissəcik ikiliyi adlanır.

Niels Bor Albert Eynşteynə qarşı: fiziklərin işığın təbiəti üzrə mübahisələri

Qeyri-müəyyənlik prinsipi həm də dalğa, həm də hissə kimi bir fotonu heç vaxt müşahidə edə bil- məyimizi bildirir. Kvant fizikasının banisi Niels Bor da 1920-ci ildə “tamamlayıcılıq prinsipi” anlayışını ortaya atmışdır.

Bu, kvant sistem dalğa və hissəcik davranışı kimi tamamlayıcı xüsusiyyətlərinin heç bir eyni vaxtda ölçülə bil vaxtını bildirir. Eynşteyn tamamlayıcılıq prinsipini təkzib etməmək yollarını axtardı və Gəncin ikiqat yarıq təcrübəsinə qayıtdı. Eynşteyn iddia edirdi ki, foton yarıqlardan birindən keçdikdə, yarığın divarları kiçik bir qüvvə yaşamalıdır, keçən quşun yaratdığı yarpaqların xışıltısı kimi bir şey, lakin bu vəziyyətdən çıxan foton çıxarılır. buna görə, yarıqdan keçərkən hissəcik (foto), başqa fotonlarla əlaqədə təsir kimi hərəkət etmək mümkündür.

Bor Eynşteynin iddiası ilə razılaşmadı. Qeyri-müəyyənlik prinsipi bir fotonun impulsunu və onun dəqiq görünüşünü eyni vaxtda necə təsvir edir və iki xüsusiyyət bir-birini tamamlayır. Buna də, Bor keçən, bir fotonun “xışıltısını” düşünmək yalnız dalğaya bənzər davranışı siləcəyini və ikiqat yarıq ölçmənin yaratdığı imkan modelinin yalnız iki parlaq saçaqla əvəzlənəcəyini iddia etdi.

Yeni eksperiment Eynşteynin səhv olduğunu göstərir

O vaxtdan bəri bir çox təcrübələr Borun haqlı olduğunu göstərdi. Ancaq Eynşteynin haqlı olduğuna dair kiçik bir şübhə var idi.

Tədqiqatın müəllifləri atomlar və fotonlardan istifadə edərək ikiqat yarıq təcrübəsinin yeni versiyasını həyata keçiriblər. Lazerlərdən istifadə edərək, fiziklər mütləq sıfıra yaxın soyudulmuş 10.000 fərdi atom yerləşdirdilər.

Hər bir atom, fotonların onları müxtəlif istiqamətlərə səpə bilməsi mənasında yarıq rolunu oynadı və bir çox təcrübələr zamanı bir fotonun müəyyən istiqamətlərə digərlərinə nisbətən daha çox səpilmə ehtimalına əsaslanaraq, işıq və qaranlıq zolaqlar nümunəsi yaradıldı.

Bu şəkildə səpilmə, ikiqat yarıq təcrübəsi ilə eyni nümunəni yaratdı. Yeni təcrübə Borun haqlı, Eynşteynin isə səhv olduğunu göstərdi.

Atom “xışıltısı” nə qədər çox ölçülsə, difraksiya nümunəsi bir o qədər zəifləyirdi, çünki hissəcik kimi ölçülən fotonlar artıq hissəcik kimi ölçülməyən fotonlara müdaxilə etmirdi. Fiziklər təsdiq etdilər ki, işığın həm hissəcik, həm də dalğa kimi davranışını görmək mümkün deyil.

Bu təcrübə hissəciklərin ikili təbiətə malik olduğu və onların tamamlayıcı xassələrinin eyni vaxtda ölçülməsi mümkün olmayan kvant fizikasının qəribəliyini daha da təsdiqləyir.

Əli Babayev