Опыт с двумя щелями
Ричард Фейнман назвал эксперимент с двумя щелями «явлением, которое невозможно, абсолютно невозможно объяснить классическим способом и которое содержит в себе сердце квантовой механики». Когда частицы проходят через две узкие щели, они создают интерференционную картину — даже если проходят поодиночке. Этот симулятор позволяет наблюдать за разворачиванием этого культового эксперимента.
Корпускулярно-волновой дуализм в действии
Каждый фотон в этой симуляции попадает в определённую точку экрана — это корпускулярный аспект. Но вероятность того, куда он попадёт, определяется волновым уравнением. При нескольких фотонах картина выглядит случайной. По мере накопления сотен и тысяч из статистического распределения проступают знакомые светлые и тёмные интерференционные полосы. Корпускулярно-волновой дуализм — наглядно.
Физика интерференции
Интерференционная картина объединяет два эффекта. Двухщелевая интерференция (множитель cos²) создаёт равномерно расположенные светлые полосы, расстояние между которыми определяется отношением длины волны к расстоянию между щелями. Одиночная дифракция (огибающая sinc²) модулирует эти полосы, создавая более широкий паттерн, определяемый шириной отдельной щели. Вместе: I(θ) = I₀ cos²(πd sin θ / λ) sinc²(πa sin θ / λ).
Что контролируют параметры
Длина волны влияет на расстояние между полосами — более длинные волны дают более широкие полосы и разные цвета на экране. Расстояние между щелями обратно управляет шагом интерференционной картины — большее расстояние означает более частые полосы. Ширина щели влияет на дифракционную огибающую — более узкие щели рассеивают свет шире. Число фотонов определяет количество зарегистрированных частиц — начните с нескольких, чтобы увидеть случайность одиночных попаданий, затем увеличьте, чтобы наблюдать появление картины.
Глубокая тайна
Опыт с двумя щелями ставит глубочайший вопрос квантовой механики: откуда каждая частица «знает» об обеих щелях? Если закрыть одну щель, интерференционная картина исчезает. Если попытаться определить, через какую щель прошла частица, — картина тоже исчезает. Частица словно исследует все возможные пути одновременно, «выбирая» определённый результат только в момент детектирования. Разные интерпретации квантовой механики (копенгагенская, многомировая, волны-пилота) предлагают разные ответы на эту глубочайшую загадку.