Gedankenversuch Der Klassischen Physik Endlich Neu Erstellt

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Physiker haben das von richard feynman 1965 in seinen physikvorlesungen beschriebene doppelspaltexperiment nachgestellt

Wissenschaftler haben schließlich ein berühmtes Experiment durchgeführt, das vom Physiker Richard Feynman beschrieben wurde und das die geheimnisvollen Quanteneigenschaften erfasst, mit denen sich Elektronen wie Wellen oder Teilchen verhalten.

Die Ergebnisse, die am Mittwoch (13. März) im New Journal of Physics veröffentlicht wurden, stellen keine grundlegenden Gesetze auf, sondern bestätigen die Ergebnisse eines klassischen Doppelspaltexperiments, das einst als zu schwierig für die Durchführung angesehen wurde.

"Es bestätigt die Quantenmechanik", sagte der Studienkoautor Herman Batelaan, Physiker an der University of Nebraska. "Wir alle wissen, dass es so funktionieren soll, aber tatsächlich rauszugehen und es zu tun, ist eine wertvolle Sache."

Der Nobelpreisträger Richard Feynman hielt von 1961 bis 1963 eine Reihe von elektrisierenden Vorträgen über die Quantenmechanik, die die merkwürdigen Gesetze enthüllten, die die Welt der Kleinsten regieren.

In einem beschrieb er ein Gedankenexperiment, um zu veranschaulichen, wie sich Elektronen wie Wellen oder Teilchen verhalten können.

Das Setup war einfach: Eine Waffe schießt mit zwei winzigen Schlitzen, die geöffnet oder geschlossen werden können, auf einzelne Elektronen. Sobald sie den Schlitz oder die Schlitze durchlaufen haben, treffen die Elektronen auf einen Detektor. [Verdrehte Physik: 7 Erkenntnisse, die den Geist beeinflussen]

Feynman sagte voraus, dass sich die Elektronen, wenn nur ein Spalt geöffnet war, als Teilchen verhalten würden. Wenn beide Schlitze offen sind, erzeugen die Elektronen auf dem durch Welleninterferenz gebildeten Detektor ein charakteristisches Muster aus hellen und dunklen Rändern. Im Wesentlichen erhöhen sich die Gipfel einer Welle manchmal zu den Gipfeln anderer Wellen und erzeugen helle Flecken, während sich an anderen Stellen die Gipfel und Täler überlappen und dunkle Bereiche bilden.

In der Vorlesung sagte Feynman, der Aufbau mit kleinen Lücken, die sich nach Belieben öffnen und schließen lassen, sei zu schwierig zu schaffen.

"Sie müssen dies in kleinem Umfang kontrollieren", sagte Batelaan zu WordsSideKick.com.

In den letzten 20 Jahren hat sich jedoch die Technologie zur Erstellung des Setups herausgebildet, und das Forschungsteam erkannte, dass alle Elemente vorhanden waren, um das berühmte Experiment nachzubilden.

Dazu schoss das Team einen Elektronenstrahl ab, der einzelne Elektronen mit zwei 62 Nanometer breiten Schlitzen gegen eine Gold-Silizium-Membranwand schießen konnte. Um die Schlitze zu öffnen und zu schließen, bewegte das Team eine 10 Mikrometer große Maske mit einem piezoelektrischen Motor hinter den Schlitzen auf und ab.

Es ist keine Überraschung, dass die Ergebnisse des Teams denen des brillanten Physikers entsprechen.

Auch wenn das neue Experiment möglicherweise keine Fragen zur Quantenmechanik aufwirft, ist es wichtig zu prüfen, ob sich diese grundlegenden Gesetze so verhalten, wie es Physiker in vielen verschiedenen Setups erwarten, so Batelaan.

"Etwas so grundlegendes, Sie wollen jeden Stein umwerfen", sagte Batelaan.

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