Тайны и парадоксы квантовой физики. Книга без формул. Андрей Жуковский

Чтение книги онлайн.

      Почему же электроны ведут себя в данном эксперименте так, как волны?

      На начальном этапе экспериментаторы думали, что это обусловлено взаимодействием электронов между собой на пути движения от электронной пушки к детектору. В этом случае это было бы логичным – какие-то электроны (так же, как и волны) могли бы друг друга усиливать или ослаблять.

      Для того чтобы это проверить, было решено испускать электроны не пучком, а поодиночке, друг за другом, чтобы на всем протяжении пути каждый отдельно взятый электрон не мог столкнуться с другими электронами. Если бы картина интерференции исчезла, эта странность микромира была бы объяснена самым простым и понятным нам образом.

      Однако полученная в результате этих экспериментов картина не изменилась! Разумеется, при выполнении эксперимента каждый выпущенный электрон (который «летел» друг за другом с некоторым интервалом) сталкивался с детектором всего в одном месте, но постепенно на детекторе вырисовывалась та же самая интерференционная картина. Этот опыт ясно показывал, что даже единичный электрон вел себя не как единичный объект, а как волна, которая проходила через обе щели одновременно!

      Это было крайне интересным. Казалось бы, интерференционная картина действительно показывала, что единичный электрон представляет из себя волну. Исходя из этого можно было предположить, что единичный электрон изначально двигался к двухщелевой пластине в виде одной волны и далее, коснувшись щелей, превращался в две волны (так же, как это делала бы волна воды). Однако, коснувшись экрана, он почему-то не «размазывался» по его поверхности (как это сделала бы обычная волна), а превращался в точку. Физики называют процесс превращения волны электрона в точку коллапсом волны электрона. При этом место такого коллапса (фиксации на экране) каждый раз было различным – время от времени, исходя из интерференционной картины, единичный электрон мог быть зафиксирован, например, на самых дальних точках детектора (точках E и D). Данные точки находятся однозначно дальше от источника волн, чем, например, точки B или C. И тем не менее электрон «выбирал» именно их. Значит, в тот момент, когда электрон фиксировался в точке D, его волна точно не являлась обычной, «плоской» волной (если он все-таки волна), а предпочитала более длинный (и энергетически неэкономичный) путь! Ведь если бы, еще раз, она двигалась как обычная, «стандартная» волна, которая идет «единым фронтом» СКАЧАТЬ