Πείραμα υψηλής αιθητικής

Γνωρίζω ότι η πλειοψηφία των αναγνωστών του Ιστολογίου δεν θα κατανοήσει ίσως τι εννοώ, αλλά επειδή ξέρω ότι κάποιοι θα το εκτιμήσουν: Ένα πολύ όμορφο πείραμα, παραλλαγή στο κλασικό πείραμα των δύο σχισμών:

Το πείραμα των δύο σχισμών εκτελέστηκε για πρώτη φορά με φως από τον Thomas Young πριν από 200 περίπου χρόνια. Ο σχηματισμός των κροσσών μπορεί να εξηγηθεί με τη συμβολή των κυμάτων που περνάνε μέσα από τις δύο σχισμές. Όταν οι κορυφές των δύο κυμάτων συμπίπτουν στο ίδιο σημείο της οθόνης, η συμβολή είναι ενισχυτική και το αποτέλεσμα είναι ένας φωτεινός κροσσός. Όταν όμως η κορυφή του ενός κύματος συμπίπτει με την κοιλάδα του άλλου κύματος, το αποτέλεσμα είναι αποσβεστική συμβολή και η εμφάνιση ενός σκοτεινού κροσσού

Η απόσταση μεταξύ των κροσσών εξαρτάται από το μήκος κύματος του φωτός και την απόσταση των σχισμών. Παρόμοιοι κροσσοί συμβολής έχουν παρατηρηθεί επίσης και με ηλεκτρόνια, με άτομα και με μόρια, όπου η απόσταση των κροσσών εξαρτάται από το μήκος κύματος De Broglie των σωματιδίων αυτών. Τα πειράματα έχουν δείξει επίσης ότι έχουμε συμβολή ακόμη και όταν περνάει μόνο ένα σωματίδιο από κάθε σχισμή κάθε φορά, και ότι ο σχηματισμός συμβολής εξαφανίζεται αν προσπαθήσουμε με κατάλληλο πείραμα να μάθουμε από ποια σχισμή πέρασε το σωματίδιο. Σήμερα κατανοούμε τη διαδικασία αυτή με όρους της συμβολής των δύο δυνατών διαδρομών μέσω των σχισμών, αντί να θεωρούμε τη συμβολή κάποιων κυμάτων ή των ιδίων των σωματιδίων. Αν δηλαδή γνωρίζουμε "από ποιο δρόμο" πέρασε το σωματίδιο μέσα από τις σχισμές, δεν βλέπουμε συμβολή και αντίστροφα.

Το τελευταίο από τα πειράματα των δύο σχισμών που εκτελέστηκε, διαφέρει ριζικά από τα προηγούμενα, γιατί οι σχισμές υπάρχουν στον χρόνο και όχι στον χώρο, καθώς επίσης και γιατί ο σχηματισμός συμβολής εμφανίζεται όταν ο αριθμός των ηλεκτρονίων στον ανιχνευτή παρασταθεί σαν συνάρτηση της ενέργειάς τους μάλλον αντί της θέσης όπου χτυπάνε πάνω στην οθόνη. Η εργασία έγινε στο Τεχνικό Πανεπιστήμιο της Βιέννης σε συνεργασία με φυσικούς από το Ινστιτούτο Max Born του Βερολίνου, το Ινστιτούτο Max Planck για την κβαντική οπτική του Μονάχου και το πανεπιστήμιο του Sarajevo...

Πιο αναλυτικά (και τεχνικά) εδώ και ακόμα πιο τεχνικά εδώ [pdf].

Το γιατί το ενλόγω den είναι απλώς ενδιαφέρον αλλά είναι και ωραίο (αισθητικά) είναι μια τεράστια συζήτηση. Αρκεί να πω ότι οι περισσότεροι που ασχολήθηκαν ποτέ με τις θετικές επιστήμες (ιδίως με την Φυσική) αντιλαμβάνονται την έλξη τους και με αισθητικούς όρους. Οι θεωρίες, τα πειράματα, προσφέρουν συχνά όταν τα κατανοήσεις, στιγμές κυριολεκτικής αισθητικής άπόλαυσης, ενώ η επίλυση ενός δύσκολου προβλήματος, αυτό το στιγμιαίο "Εύρηκα", προκαλούν μια κατάνυξη σχεδόν θρησκευτική - το μόνο είδος κατάνυξης άλλωστε προσβάσιμο σε ανυποχώρητα άθεους σαν ελόγου μου.

Περισσότερα για την αισθητική των πειραμάτων θα βρείτε σε αυτό το άρθρο, που μιλάει για τα δέκα ωραιότερα πειράματα φυσικής όλων των εποχών σύμφωνα με τους αναγνώστες του Physics World - οι οποίοι άφησαν απέξω πολλά εκπάγλου ομορφιάς πειράματα(το πείραμα του Aspect και τα συναφή σχετικά με το παράδοξο EPR και μερικά πειράματα που στήνει η φύση και εμείς απλώς τα παρατηρούμε...). αλλά καθένας με το γούστο του... Να σημειώσω ότι ως ωραιότερο πείραμα όλων των εποχών είχε ψηφιστεί πάλι ένα πείραμα δύο σχισμών που έδειχνε την συμβολή των ηλεκτρονίων (με τον εαυτό τους!).