【費曼雙縫實驗得到改造】

明道 · 發表於 2014-7-20 04:25:36

【費曼雙縫實驗得到改造】

電子通過兩個狹縫和單縫旅行

加拿大和美國的物理學家說他們做了最好的工作尚未實現關於如何單個電子傳遞通過兩個狹縫的理查 · 費曼著名的思想實驗。

雖然研究者不是第一次重新創建在實驗室中的實驗，他們說他們化身最佳捕獲原始運動的本質。

費曼最初概述了他在他著名的系列作為一種方式的說明在量子力學中波-粒二象性的費曼物理學講義第三卷的思想實驗。

在書中，他邀請讀者想像射擊個人電子通過兩個狹縫，然後標記的位置在哪裡每個電子罷工狹縫後面的螢幕。

許多電子已通過通過狹縫後，螢幕上的標記將包括衍射圖案 — — 說明每個電子的波狀行為。

但是如果有人來掩蓋狹縫之一，所以，每個電子只可能通過其他狹縫，衍射模式不會出現 — — 顯示每個電子通過兩個狹縫不確實的旅行。

盆栽的歷史

費曼物理學講義第三卷出版時在 1965 年，物理學家們已經知道發射出一束電子在雙縫結果衍射模式，因為在 1961 年進行了實驗，由德國圖賓根大學的克勞斯 Jönsson。

但雖然 Jönsson 的工作清楚地說明一束電子可以行為像波一樣，它沒有建立關鍵點的費曼的實驗 — — 一個單獨的電子本身可以表現得像波。

單電子雙縫衍射是在 1974 年，首次證明了朱利奧 · 波濟和他的同事在博洛尼亞大學在義大利，通過單電子通過雙棱鏡 — — 一種電子光學設備，服務于同一個函數作為雙縫 — — 和觀察到的衍射圖案累積。

類似的實驗也進行于 1989 年由 Akira 殿村和在日本的日立公司的研究實驗室的同事們。

第一次的單電子實驗，使用實際的雙縫據報導在 2008 年由波濟和他的同事。

義大利的團隊還與一個狹縫堵塞，— — 如預期 — — 並沒有導致的雙縫衍射圖案創作進行實驗。

團隊還執行另一個實驗在 2012 年，來港定居人士的個人電子從雙縫在記錄的一次。

對費曼的方法

赫爾曼 · Batelaan 的內布拉斯加-林肯大學，與同事那裡和在週邊學院為理論物理在滑鐵盧，加拿大，現在說，他們創造了一個雙縫實驗，如下的費曼的思想實驗精確的方法。

工作最初作為在內布拉斯加州的一個本科生科研專案開始，當發現那 Batelaan 的周長達米安 · 教皇和同事工作的實驗實現的勢頭。

教皇是參與在週邊的外聯工作，一直熱衷於製作一部關於這個思想實驗電影。

該團隊創造了雙縫中金塗矽膜，在其中每一個縫隙是 62 毫微米寬和 4 微米長著一個狹縫分離的 272 nm。

若要阻止一個縫在一段時間，小面具由壓電作動器控制是幻燈片來來回回跨雙縫。

電子被創建在鎢燈絲和加速穿過 600 V 和成一束准直。通過雙縫之後, 他們檢測到使用多通道板。

每秒一個電子

電子源的強度設置所以檢測到那只有大約每秒一個電子低 — — 這一次保證，只有一個電子過會通過狹縫。

以這種速度花了大約兩個小時的模式打造的探測器 — — 一個在真正的時間記錄的過程（見下面的視頻）。

一系列的職位中的遮罩分別進行重複測量：首先阻斷兩個狹縫，然後其中一個細縫，然後沒有，然後對面狹縫。

不出所料，雙縫模式看到當電子有兩個狹縫，訪問但沒有見過一條裂縫被阻止時。

Batelaan 告訴物理實驗是特別重要，從宣傳的角度看，因為與過去的雙棱鏡實驗，不同的是它實際上使用物理的雙縫，因此更容易獲得公眾。

楊氏雙縫實驗與單電子被評為"最美麗在物理實驗"由 2002 年的物理學世界讀者。

在新物理學》雜誌上介紹了實驗.

閱讀更多關於量子世界中，你可以下載一個免費的 PDF 2013 年 3 月特別發行的物理世界量子物理學通過此連結.
關於作者

麥高樂莊士敦是非議的編輯器

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