Stringtheorie: Die De-Broglie-Hypothese

Die De-Broglie-Hypothese besagt, dass Teilchen der Materie auch Wellenlängen hatte und wie Wellen verhalten könnten, ebenso wie Photonen taten. Die String-Theorie wird später sagen, dass beide Arten von Teilchen - Materie und Energie - sind Manifestationen der schwingenden Saiten, aber das ist etwa 50 Jahre auf der Straße von de Broglie Zeit. Er schlug vor, im Jahr 1923 seine Theorie.

Hier wurde Broglies Argumentationslinie für die kühne neue Theorie de. Unter speziellen Relativität, Materie und Energie waren verschiedene Manifestationen derselben Sache. Das Photon, ein Teilchen der Energie, hatte eine Wellenlänge zugeordnet ist. Daher Stoffteilchen, wie Elektronen, sollte auch Wellenlängen aufweisen. Seine Dissertation dargelegt zu berechnen, was die Wellenlänge (und andere Welleneigenschaften) sein sollte.

Zwei Jahre später, zwei amerikanische Physiker demonstriert de Broglie Experiment durch die Durchführung von Experimenten, die mit Elektronen Interferenzmuster zeigte, wie in dieser Figur gezeigt. (Der 1925 Experiment war nicht wirklich ein Doppelspalt-Experiment, aber es zeigte die Störung eindeutig. Das Doppelspaltexperiment mit Elektronen wurde im Jahre 1961 durchgeführt)

Dieses Verhalten zeigte, dass unabhängig von Quanten Recht Photonen auch Teilchen geregelt. Die Wellenlänge der Teilchen wie der Elektronen ist sehr klein im Vergleich zu dem Photon. Bei größeren Objekten ist die Wellenlänge sogar noch kleiner, schnell so klein wird, wie nicht wahrnehmbar zu werden.

Deshalb ist diese Art von Verhalten nicht für größere Objekte angezeigt. Wenn Sie Baseballs durch die beiden Schlitze geschleudert, würden Sie nie ein Interferenzmuster feststellen.

Dennoch eröffnen diese links die Frage, was in diesen Teilchen von Energie oder Materie das Wellenverhalten verursacht wurde. Die Antwort wäre im Kern des neuen Feldes der Quantenmechanik sein.

Sie können das Problem vorstellen, wenn man sich die Art und Weise betrachten das Experiment in dieser Figur ist eingerichtet. Die Lichtwelle durchläuft beide Schlitze, und das ist, warum die Wellen gegenseitig stören. Aber ein Elektron - oder ein Photon, für diese Angelegenheit - kann nicht Pass durch die beiden Schlitze an der gleichen Zeit, wenn Sie an sie denken, wie wir zu denken gewohnt sind von unterein- es hat einen Schlitz zu holen.

In diesem klassischen Fall (wo das Photon ein festes Objekt ist, das eine bestimmte Position hat), sollte es keine Störung sein. Der Strahl von Elektronen sollten den Bildschirm in einem allgemeinen Punkt getroffen, so als ob Sie Baseballs durch ein Loch an einer Wand warfen. (Aus diesem Grund ist die Quantenphysik unsere klassischen Denken über Objekte Herausforderungen und wurde in den ersten Jahren so kontrovers betrachtet.)

In der Tat, wenn Sie einen der Schlitze in der Nähe, das ist genau das, was passiert. Wenn ein Schlitz geschlossen ist, geht das Interferenzmuster weg - die Photonen oder Elektronen in einem einzigen Band zu sammeln, die in der Mitte von der hellsten Stelle breitet sich aus.

So können die Interferenzmuster nicht durch Partikel erläutert abprallen der Seite der Schlitze oder etwas normalen ähnlich. Es ist ein wirklich seltsames Verhalten, das eine wirklich seltsame Lösung erforderlich - in Form der Quantenmechanik.