Reallığı ölçmə aktı müşahidə etdiklərinizi dəyişir

Maddəni onun təşkil olunduğu ən kiçik hissələrə — daha bölünə və ya parçalana bilməyən maddəyə ayırdıqda, çatdığımız bu bölünməz şeylər fundamental hissəciklər kimi tanınır: Kainatımızı təşkil edən elementar kvantlar. Lakin dünyamızı təşkil edən makroskopik, tanış obyektlərdən fərqli olaraq, biz onlara sadəcə olaraq "mövqe" və "impuls" kimi dəqiq xüsusiyyətləri birmənalı şəkildə təyin edə bilmərik. Bunun əvəzinə, hər dəfə "hər bir fərdi kvant necə davranır?" sualını verdikdə hekayə mürəkkəbləşir. Onlar hissəcik kimi davranırlar? Yoxsa dalğa kimi davranırlar?

Kvant mexanikasının ən çaşdırıcı faktı odur ki, aldığınız cavab eksperimentin bir hissəsi olan fərdi kvantlara necə baxdığınızdan və ya ümumiyyətlə baxıb-baxmadığınızdan asılıdır. Əgər müəyyən ölçmələr və müşahidələr aparsanız, onlar hissəcik kimi davranır və qarşılıqlı təsir göstərirlər; başqa seçimlər etsəniz, onlar dalğa kimi davranır və yayılırlar. Öz eksperimentinizi müşahidə edib-etməməyiniz və bunu necə etməyiniz nəticəni həqiqətən də dəyişir və ikiqat yarıq eksperimenti ilk dəfə həyata keçirildikdən 200 ildən çox vaxt keçməsinə baxmayaraq, bunun necə olduğunu göstərmək üçün mükəmməl bir yoldur.

Tomas Yanqın 1800-cü illərin əvvəllərindəki işinə aid olan bu diaqram, A və B kimi iki nöqtədən qaynaqlanan dalğa mənbələrindən yaranan həm konstruktiv, həm də destruktiv interferensiyanı nümayiş etdirən ən qədim şəkillərdən biridir. Bu, çən vasitəsilə yayılan su dalğalarına da eyni dərəcədə tətbiq olunsa belə, ikiqat yarıq eksperimenti ilə fiziki cəhətdən eyni quruluşdur. C, D, E və F ilə işarələnmiş yerlər 100% destruktiv interferensiyaya uyğundur.

1790-cı illərin sonu və 1800-cü illərin əvvəllərində ilk ikiqat yarıq eksperimentləri işığın dalğa, yoxsa hissəcik kimi davrandığını araşdırmaq istəyən Tomas Yanq tərəfindən aparılmışdır. Nyuton məşhur şəkildə işığın hissəcik və ya korpuskul olması lazım olduğunu iddia etmiş və bu ideya ilə bir sıra hadisələri izah edə bilmişdi. Əks olunma, keçirilmə, sınma və şüaya əsaslanan hər hansı optik hadisə işığın necə davranmalı olduğuna dair Nyutonun hissəcik bənzəri baxışı ilə tamamilə uyğun idi.

Lakin digər hadisələr, xüsusən də interferensiya və difraksiya, onları izah etmək üçün dalğa bənzəri bir interpretasiya tələb edir kimi görünürdü. İşığı ikiqat yarıqdan keçirdikdə, o, su dalğalarının davranışına bənzər şəkildə davranır və hər iki halda tanış bir interferensiya naxışları dəsti yaradırdı. Su dalğalarında görünən zirvələr və çökəkliklərin əvəzinə, ikiqat yarıqdan keçən işıq, ikiqat yarıq maskasının arxasındakı ekranda görünən alternativ işıqlı və qaranlıq zolaqlar nümayiş etdirirdi. Bu zolaqlar konstruktiv və destruktiv interferensiyaya uyğun gəlirdi ki, bu da — ən azı düzgün şəraitdə — işığın həqiqətən də məhz dalğa kimi davrandığını göstərirdi.

Əgər iki yarığınızı bir-birinə çox yaxın, aralarında yalnız kiçik bir məsafə olmaqla yerləşdirsəydiniz, hər hansı bir fərdi enerji kvantının ya bir, ya da digər yarıqdan keçməli olduğu məntiqli olardı. Sizdən əvvəl bir çoxlarının düşündüyü kimi, siz də düşünə bilərsiniz ki, işığın bu interferensiya naxışını yaratmasının səbəbi, hamısı birlikdə müxtəlif yarıqlardan keçən çoxlu sayda fərqli işıq kvantlarının — fotonların — olmasıdır və birinci yarıqdan keçən kvantlar ikinci yarıqdan keçən kvantlarla, və əksinə, interferensiya etməlidir.