Kwantumfysica, bewustzijn en informatie – het dubbele spleet experiment

Het dubbele spleet experiment van Thomas Young

De kwantumfysica heeft een sterke connectie met het bewustzijn van de waarnemer. ‘Hoe weet je dat?’ vraag je vast. Wel, ik probeer dat op deze website uit te leggen en daarvoor starten we met het dubbele spleet experiment.

In een tweespleten experiment wordt een bundel monochroom licht gericht op een dubbele spleet. Eigenlijk is die dubbele spleet niet veel meer dan een totaal zwarte dia met twee dunne spleten die slechts enkele mm van elkaar verwijderd zijn. Op een scherm achter de dubbele spleet ontstaat nu niet het beeld van die twee spleten zoals u misschien zou denken maar een patroon van lichte en donkere lijnen. Met deze proef toonde Thomas Young aan dat licht een golfverschijnsel (pdf) zou moeten zijn. Het licht dat door de twee spleten golft gaat achter die spleten met zichzelf interfereren, er ontstaan zones van maximale en minimale intensiteit.

Tweespleten interferentiepatroon. Let op de donkere zones van ‘stilte’. Daar treedt destructieve interferentie op.

Kijk voor een buitengewoon verhelderende demonstratie van interferentie van watergolven naar dit youtube filmpje van Veritasium en dan vooral het deel vanaf 4:30 tot 5:30. Overigens ontstaat dit interferentiepatroon van donkere en lichte banden ook bij het afvuren van elektronen, protonen, atomen, en zelfs grote moleculen op een dubbele spleet. En dat is onbegrijpelijk. Volgens onze klassieke opvattingen over hoe het universum werkt kan dat gewoon niet.

Fotonen kijken bij de spleet

Nu is het merkwaardige dat de kwantumfysica zegt dat licht uit deeltjes bestaat, fotonen. Deeltjes gaan normaal niet door twee spleten tegelijk. Zouden we willen kijken door welke spleet die fotonen nu gaan dan is het resultaat dat het interferentiepatroon verdwijnt, zelfs als we maar in een van de twee spleten kijken. Het is blijkbaar voldoende als we informatie krijgen over de door het foton gekozen spleet om het gedrag van het foton te beïnvloeden. En wat is informatie anders dan iets dat door een bewustzijn verwerkt wordt? Bekijkt u de animatie van toutestquantique maar eens.

De kwantumgolf die u in die animatie ziet is trouwens wel volgens veel prominente fysici als Bohr en Heisenberg niet-fysiek. Het is een kansgolf die voorspelt wat de kans is dat als u op een bepaalde plaats zou gaan meten daar het deeltje aantreft met een bepaalde impuls (*). Let u goed op wat er gebeurt in de spleten indien er in een van de twee gekeken wordt, en kijk dan vooral naar de niet-bekeken spleet.

(*) Impuls is een begrip uit de mechanica. Het is het product van massa x snelheid. Een auto van 1000 kg die met een snelheid rijdt van 1 m/s heeft dezelfde impuls als een kogel van 2 kg die met 500 m/s langs suist. Beide objecten kunnen dezelfde stoot uitoefenen bij impact.

Ga hier verder naar ‘Wat is licht?’.