प्रकाश... कण है या तरंग? कौन से मौलिक यांत्रिकी इसके व्यवहार को नियंत्रित करते हैं? और सबसे महत्वपूर्ण बात, क्या केवल अवलोकन का कार्य इस व्यवहार को बदल देता है? यह वह पहेली है जिसे क्वांटम भौतिक विज्ञानी कई शताब्दियों से उलझा रहे हैं, जब से फोटॉन-वेव मैकेनिक्स का सिद्धांत बनाया गया था और पहली बार डबल स्लिट प्रयोग किया गया था।
यंग के प्रयोग के रूप में भी जाना जाता है, इसमें कण बीम या सुसंगत तरंगें शामिल हैं जो दो निकट-अंतराल स्लिट्स से गुजरती हैं, जिसका उद्देश्य उनके पीछे एक स्क्रीन पर परिणामी प्रभावों को मापना था। क्वांटम यांत्रिकी में डबल-स्लिट प्रयोग ने प्रकाश और अन्य क्वांटम कणों की तरंग और कण प्रकृति की अविभाज्यता का प्रदर्शन किया।
डबल स्लिट प्रयोग पहली बार 1803 में थॉमस यंग द्वारा आयोजित किया गया था, हालांकि कहा जाता है कि सर आइजैक न्यूटन ने अपने समय में इसी तरह का प्रयोग किया था। मूल प्रयोगों के दौरान, न्यूटन ने छोटे बालों पर प्रकाश डाला, जबकि यंग ने कार्ड की एक पर्ची का इस्तेमाल किया जिसमें एक भट्ठा काटा हुआ था। हाल ही में, वैज्ञानिकों ने दो समानांतर झिल्लियों के साथ एक पतली प्लेट को रोशन करने के लिए एक बिंदु प्रकाश स्रोत का उपयोग किया है, और झिल्लियों से गुजरने वाला प्रकाश उनके पीछे एक स्क्रीन से टकराता है।
शास्त्रीय कण सिद्धांत पर भरोसा करते हुए, प्रयोग के परिणाम स्लिट्स के अनुरूप होने चाहिए, स्क्रीन पर दो लंबवत रेखाओं में दिखने वाले प्रभाव। हालांकि, यह मामला नहीं था। परिणामों ने कई परिस्थितियों में हस्तक्षेप का एक पैटर्न दिखाया, कुछ ऐसा जो केवल तभी हो सकता है जब तरंग पैटर्न शामिल हों।
शास्त्रीय कण एक दूसरे के साथ हस्तक्षेप नहीं करते हैं; वे केवल टकराते हैं। यदि शास्त्रीय कणों को एक सीधी रेखा में एक भट्ठा के माध्यम से निकाल दिया जाता है, तो वे सभी स्क्रीन को एक समान आकार और आकार में स्लिट के रूप में मारेंगे। जहां दो खुले स्लिट हैं, परिणामी पैटर्न केवल दो सिंगल-स्लिट पैटर्न (दो लंबवत रेखाएं) का योग होगा। लेकिन बार-बार, प्रयोग ने प्रदर्शित किया कि प्रकाश की सुसंगत किरणें हस्तक्षेप कर रही थीं, जिससे स्क्रीन पर उज्ज्वल और अंधेरे बैंड का एक पैटर्न बन गया।
हालाँकि, स्क्रीन पर बैंड हमेशा अवशोषित होते पाए गए जैसे कि यह असतत कणों (उर्फ फोटॉन) से बना हो। मामलों को और अधिक भ्रमित करने के लिए, फोटॉनों को देखने के लिए मापने के उपकरण लगाए गए थे क्योंकि वे स्लिट्स से गुजरते थे। जब यह किया गया, तो फोटॉन कणों के रूप में दिखाई दिए और स्क्रीन पर उनके प्रभाव सीधे ऊर्ध्वाधर रेखाओं में वितरित छोटे कण-आकार के धब्बे के अनुरूप थे।
एक ऑब्जर्वेशन डिवाइस को जगह में रखने से, फोटॉन का वेव फंक्शन ध्वस्त हो गया और प्रकाश एक बार फिर क्लासिकल पार्टिकल्स की तरह व्यवहार करने लगा! यह केवल यह दावा करके हल किया जा सकता है कि प्रकाश एक कण और एक तरंग दोनों के रूप में व्यवहार करता है, और यह कि उन्हें देखने से व्यवहारिक संभावनाओं की सीमा उस बिंदु तक सीमित हो जाती है जहां उनका व्यवहार एक बार फिर अनुमानित हो जाता है।
डबल स्लिट प्रयोग ने न केवल फोटॉन के कण-लहर सिद्धांत को जन्म दिया, इसने वैज्ञानिकों को क्वांटम यांत्रिकी की अविश्वसनीय, भ्रमित करने वाली दुनिया से भी अवगत कराया, जहां कुछ भी अनुमानित नहीं है, सब कुछ सापेक्ष है, और पर्यवेक्षक अब एक निष्क्रिय विषय नहीं है। , लेकिन परिणाम बदलने की शक्ति के साथ एक सक्रिय भागीदार। डबल स्लिट प्रयोग के एनिमेटेड प्रदर्शन के लिए, यहां क्लिक करें।
हमने यूनिवर्स टुडे के लिए डबल स्लिट एक्सपेरिमेंट के बारे में कई लेख लिखे हैं। यहां एक घर-निर्मित डबल स्लिट प्रयोग के बारे में एक फोरम चर्चा है, और यहां तरंग-कण द्वैत के बारे में एक लेख है।
यदि आप डबल स्लिट प्रयोग के बारे में अधिक जानकारी चाहते हैं, तो इन लेखों को देखें Physorg.com तथा Space.com .
हमने क्वांटम यांत्रिकी के बारे में एस्ट्रोनॉमी कास्ट का एक पूरा एपिसोड भी रिकॉर्ड किया है। यहाँ सुनो, एपिसोड 138: क्वांटम यांत्रिकी .