Golf en deeltje, twee kanten van dezelfde materie

Licht is een golf die zich voortplant in de vorm van geluid in de lucht of in rimpelingen op het oppervlak van een vijver. Deze golf, elektromagnetisme genaamd, wordt gekenmerkt door een golflengte of afstand tussen twee golven. Afhankelijk van deze afstand, die overeenkomt met verschillende energieniveaus, zullen we te maken hebben met zichtbaar licht, radiogolven, infrarood of zelfs röntgenstralen.

Het bewijs voor dit golvende karakter werd geleverd door Thomas Young in 1801. Toen hij lichtstralen door twee convergerende spleten liet gaan, merkte hij op een scherm achter hen op dat er lichtstrepen werden getekend. Het wordt verklaard door het feit dat de lichtgolf wordt gewijzigd door zijn passage door de gaten, zoals een golf in een inlaatpoort: het deel dat door een van de spleten gaat, interageert met het deel dat de andere kruist om dit interferentiepatroon te creëren .

Ga tegelijkertijd door twee sleuven

Licht bestaat echter ook uit deeltjes en fotonen die aan het begin van de 20e eeuw zijn ontdekt en geformaliseerd. Dit is waar alles ingewikkeld wordt, want als we de deeltjes gooien, laten we ons kleine kogels voorstellen, door het apparaat dat Young zich voorstelde, moeten ze logischerwijs door de een of de ander gaan en het scherm onderaan raken. Het einde van hun pad zonder te worden beïnvloed door het feit dat er een tweede put is.

Dit is precies waar de kwantumfysica onze intuïtie weerlegt. Als de deeltjes één voor één door de twee spleten worden gestuurd, zullen ze één voor één op het scherm crashen, maar verrassend genoeg vormt de overlay van effecten een interferentiepatroon. De enige mogelijke verklaring is dat een geïsoleerd deeltje tegelijkertijd een golf is en daarom tegelijkertijd door beide gaten gaat en vervolgens met zichzelf in wisselwerking staat.

Nog vreemder, als we een apparaat inzetten om de spleten te meten waar het deeltje doorheen gaat, gedraagt ​​het zich eigenlijk als een kleine bal, waardoor de interferentiepatronen verdwijnen. De verklaring is als volgt: voordat we de positie van het deeltje maten, was het nergens in het bijzonder, het had alleen verschillende kansen om op verschillende plaatsen te zijn. Als we het opmerken, ‘dwingen’ we het om het te lokaliseren, een specifieke positie in te nemen en dienovereenkomstig te handelen. Natuurkundigen spreken van een afname van de golffunctie.

misleidende visie

Verschillende natuurkundigen hebben bijgedragen aan het begrip van deze discrepantie tussen een golf en een lichtdeeltje, een dualiteit die ook bestaat voor alle samenstellende elementen van het universum. Maar deze opvatting kan misleidend zijn: “De dualiteit van golven en deeltjes is een oude taal, een manier waarop we over dingen denken om ze te relateren aan de wereld om ons heen. Het is een beschrijving van relevantie”, definieert Nicholas Brunner, hoogleraar kwantumtheorie aan de Universiteit van Genève. In feite is het eenvoudiger en conceptueel complexer, er zijn geen twee verschillende dingen op elkaar gestapeld. Slechts één kwantumobject.