Парадокс Вигнера - стр. 23
– Хорошо, я углублюсь сейчас в науку! – согласился Куликов, но если Вам будет непонятно, о чем я говорю, подскажите мне об этом!
Как родилась квантовая механика? Дело в том, что в 1900-м году во время одного из экспериментов Макс Планк обнаружил странное поведение излучения, полностью противоречащее законам классической электродинамики. Этот эксперимент повторяли многие учёные, чтобы лично убедиться в открытой парадоксальности его результатов. Эксперимент проводился с двумя щелями, и его цель заключалась в изучении, как ведут себя частицы и волны, проходя через одну и две щели, сделанные в преграде на их пути от источника к экрану. Представьте себе, что мы шариками (частицами) из специального устройства (источника) обстреливаем экран, на котором остаются следы их столкновения с ним. Между стреляющим устройством и экраном установлена преграда – металлический щит с одной или двумя щелями в виде вертикальных прорезей.
Рассмотрим сначала опыт, если щель будет одна. Попадая в щит, шарики отскакивают, а угодившие в прорезь, летят дальше к экрану и, сталкиваясь с ним, оставляют следы. После длительного обстрела огромным количеством шариков, мы получим на экране вертикальную полосу, состоящие из следов столкновений шариков с экраном. В случае двух щелей-прорезей – на экране остаются две вертикальных полосы. А теперь погружаем экран, преграду со щелями наполовину в воду, а источник будет выбрасывать не шарики, а гнать волну на поверхности воды. Экран будет отражать наибольшую силу столкновения с ним волны.
В случае одной прорези, на экране появиться яркая вертикальная полоса, как в случае с шариками. А если мы добавим ещё одну щель в преграде? Казалось бы, получим две полосы, как с шариками. Но нет! На экране мы увидим множество вертикальных полос. Причём, самой яркой будет полоса в центре экрана, соответствующая максимальной силе волны. Что же произошло в данном случае? Проходя через две щели, волна от источника разделяется на две. Одна – за счёт прохождения первой щели, другая – второй. А дальше на пути от преграды до экрана волны начинают гасить друг друга и, достигая его, оставляют на нем следы. Самая яркая полоса будет в центре экрана, а от него вправо и влево яркость полос снижается.
С волнами произошла так называемая интерференция, и это уже было известно в классической физике. А теперь давайте посмотрим, как ведут себя фотоны, маленькие частицы света. Если мы пропустим их через одну щель, то на экране видим вертикальную полосу, как и в случае с шариками. Но если мы пропустим фотоны через две щели, то вместо двух полосок, мы увидим их множество, как в случае с волнами. То есть на экране будет интерференционный узор. Это невозможно, ведь фотоны представляют собой частицы! Парадокс подвиг учёных Нильса Бора и Гейзенберга в 1927 году в Копенгагене сформулировать вывод о том, что свет обладает корпускулярно-волновым дуализмом. То есть свет или оптический луч представляет собой одновременно и поток частиц и волну излучения, что противоречило законам классической физики и послужило рождению науки – квантовой механики! Позднее учёные выяснили, что подобно фотонам так ведут себя электроны, протоны и различные атомы. Эту формулировку назвали Копенгагенской интерпретацией.