Introducció
Aquesta idea neix amb la intenció de fer una revisió de l'experiment de la doble escletxa, realitzat inicialment per Thomas Young el 1801, i reproduït posteriorment en innombrables ocasions, un experiment que ha estat fonamental per al desenvolupament de la Teoria Quàntica.
Aquest article està realitzat sobre la base teòrica de la Teoria Espacial de Campos, una idea que vaig desenvolupar i que es troba de forma pública al següent enllaç: Teoria Espacial de Campos. En ella s'expressen interpretacions alternatives basades en l'espín particular i el seu camp per donar explicació a diversos fenòmens de la física clàssica i actual què, des del meu punt de vista, encara conserven certa aura màgica dins l'univers de la ciència. Per exemple: es descriu com s'origina el camp magnètic en un corrent elèctric a partir del posicionament espacial alineat dels electrons i la superposició de tots els seus camps, desmuntant el concepte de velocitats relativistes que s'utilitza actualment per oferir aquesta justificació. També es poden trobar altres aspectes que resulten molt importants per a aquesta anàlisi, com és la influència de l'espín particular i el seu camp a l'origen, el caràcter i el sentit de la força.
Per començar i que sigui més fàcil, he demanat al GhatGPT (en cursiva) que em faci un breu resum de l'experiment de la doble escletxa perquè em proporcioni un text sobre el qual treballar, recórrer pas a pas la seva evolució i aportar a algunes de les interpretacions actuals una nova perspectiva perquè resultin menys fantàstiques i més d'acord amb el pensament científic de to.
El relat que em va tornar el ChatGPT és el següent:
Experiment pas a pas:.
El Muntatge de l'Experiment
Imagina que tens un dispositiu que emet llum o electrons, que es dirigeix cap a una pantalla amb dues escletxes estretes, col·locades molt a prop una de l'altra. Darrere d'aquestes escletxes ia una certa distància, hi ha una pantalla de detecció que pot registrar on impacta la llum o l'electró.
1. Pas 1: La Font de Llum
Quan encens el làser, aquest emet un feix de llum coherent, que vol dir que les ones de llum tenen una fase constant i són molt similars entre si.
Fins aquí, l'experiment és molt clar, un làser emet una ona de llum que conté fotons i, per tant, es comportarà com a tal. Però passarà el mateix quan utilitzem un canó d'electrons?, cal esperar que si, doncs l'acceleració i vibració de l'electró origina igualment una ona electromagnètica, i igual que passa amb el feix de llum, l'electró quedarà niat a l'amplitud de l'ona i es propaga. Per entendre el concepte de niadament jo sempre el comparo amb nosaltres mateixos, que viatgem a una velocitat vertiginosa per l'espai sense tenir-ne constància per la senzilla raó que el nostre camp "g" està niat dins del camp "G" del sistema.
En les imatges següents es poden veure las diferencia entre la interferència derivada entre la difracció i la linealitat del làser que es dona quan passa per una sola escletxa i la interferència que es produeix per la citada difracció quan passa per les dos escletxes.
Imatge de interferència en doble escletxa.
2. Pas 2: Les Escletxes
En arribar a les escletxes, la llum es divideix en dos camins: una part passa per l'escletxa esquerra i una altra per la escletxa dreta. Aquí és on comença la màgia.
Ara com ara, el que està passant és el que cal esperar.
3. Pas 3: Interferència
A mesura que les ones de llum emergeixen de les escletxes, se superposen. Per què passa això? L'explicació és a la naturalesa ondulatòria de la llum. Quan les ones de llum passen a través de les dues escletxes, se superposen i es combinen quan estan en una mateixa fase. En alguns llocs, les crestes de les ones se sumen, creant zones brillants, mentre que en altres llocs, una cresta es troba amb una vall, cancel·lant-se mútuament i creant zones fosques. Crec que et pot ajudar si penses a les ones com onades a l'aigua, quan dues onades es troben, es poden reforçar (interferència constructiva) o cancel·lar-se (interferència destructiva). Això crea un patró de franges brillants i fosques a la pantalla darrere de les escletxes que s'anomena patró d'interferència.
### Observacions Inicials
Quan es fa l'experiment amb llum contínua, el patró d'interferència es forma ràpidament i mostra que la llum es comporta com una ona. Aquest resultat va ser sorprenent per a l'època, ja que desafiava la visió clàssica de la llum com a partícules (fotons) que es movien en línia recta.
### La Sorpresa de les Partícules
Ara aquí és on l'experiment es torna encara més intrigant. Si en lloc de llum, dispares electrons (que són partícules) un a un cap a les escletxes, el resultat és el mateix. Al principi, podries pensar que cada electró passaria per una escletxa o l'altra, creant dues ombres a la pantalla. Tot i això, a mesura que s'acumulen els impactes dels electrons, també es forma un patró d'interferència.
Ja he esmentat amb anterioritat que en accelerar electrons, també provoquem una ona, fins i tot en el cas que es tracti tan sols d'un electró, per la qual cosa existirà una ona electromagnètica que servirà de mig a l'electró en la propagació per l'espai, una ona que podrem dividir al seu pas per la doble escletxa impactar a la pantalla. Veuran que estic triant les paraules per evitar confusions que pertorbin la idea, com "trasllat", que no és el mateix que "trajecte", encara que tots dos acabin en un mateix lloc.
Mentre que les ones sempre es propaguen per l'espai, les partícules poden desplaçar-se de dues maneres diferents, traslladant-se niades dins de l'ona a manera de propagació, de la mateixa manera que ens traslladem nosaltres per l'univers a velocitats vertiginoses si percepció alguna en estar niats dins del camp "g" de la Terra, Sistema,... o viatjar d'un punt aparentment perquè dependrà per una banda de la resistència al canvi que ofereixi la seva massa en espí, i de l'altra, de les interaccions del seu camp particular també en espí amb el camp mitjà pel qual transita.
I ara seguim endavant i de seguida veuran el perquè i la importància de tal diferència...
El fet que l'ona com a mitjà realitzi interferències constructives i/o destructives després d'haver estat dividida en dues mitjançant el seu pas per la doble escletxa, les diferents variacions que es produiran en l'amplitud de l'ona en la seva propagació com a resultat d'aquestes interferències faran que, l'electró que roman niat i en equilibri dins de la seva onda, amplitud magnètica del medi, escollint el seu trasllat a l'atzar i de forma fortuïta a causa de les interferències que es produeixen al medi. Es tracta d'un fet molt similar al recorregut que realitzen les boles a la màquina de Francis Galton. De fet, el resultat final és exactament el mateix, per la qual cosa podríem arribar a explicar-ho de la mateixa manera:
"És a partir dels límits físics que imposem en origen amb la bifurcació de la doble escletxa i les interferències que se'n deriven, que es produeix una distribució binomial en el recorregut dels electrons que s'aproximarà a la distribució normal, un resultat que queda clarament palès en el patró d'interferències".
Així que no considero gens desgavellat considerar que l'electró segueixi igual probabilista el recorregut binomial que es deriva de la interferència entre ones, un argument que m'ajuda a desmitificar una mica el següent pas sense deixar, sobretot, de reconèixer l'encert que es va donar a considerar-lo com una ona de probabilitat, permetent treure valor a la idea de la superposició quàntica en tractar-se d'un simple joc de atzar.
1. Pas 4: Comportament Quàntic
Això suggereix que cada electró es comporta com una ona de probabilitat en comptes de com una partícula concreta i que passa per les dues escletxes simultàniament, interferint amb si mateix. És com si cada electró "sàpigues" que hi ha dos camins i prengués tots dos alhora.
Aquesta interpretació va donar origen a la idea de la Dualitat ona-partícula. Segons aquesta idea, les partícules subatòmiques poden comportar-se tant com a ones com a partícules, depenent de com s'observin. Un electró per exemple, pot exhibir propietats d'ona, o propietats de partícula, depenent de com es mesuri.
Ja hem vist que l'electró interacciona amb el camp magnètic de l'ona quan hi és niat, acomodat en la seva amplitud com qui reposa en equilibri, així que és normal que pensem que es comporta com una ona quan es propaga conjuntament a dins.
### L'Observació Canvia Tot: L'efecte actor-observador.
La part més desconcertant de l'experiment passa quan intentes observar per quina escletxa passa cada electró. Si col·loqueu un detector en una de les escletxes per veure quin camí pren l'electró, el patró d'interferència desapareix. Al seu lloc, obtens dues ombres, com si els electrons estiguessin actuant com a partícules clàssiques. Això planteja preguntes profundes sobre el paper de l'observador a la mecànica quàntica.
Abans de continuar m'agradaria que reflexionessin com hauria de ser la resistència al canvi del nostre electró. De la mateixa manera que un electró posseeix espí, el seu camp també gira i de tal desplaçament s'originen les forces que hi reconeixem. El simple fet que hi hagi un eix fa que totes les forces que s'originin seran acords amb aquest, per la qual cosa el camp des del punt de vista de les forces resultants serà polaritzat. Amb una intensitat forta a l'equador que disminueix a mesura que ens acostem als pols.
Així podem concloure que és l'efecte Faraday el que fa que l'electró es desvinculi de l'ona i iniciï el trajecte aïllat com a partícula.
### Implicacions Filosòfiques
L'experiment de la doble escletxa no és només un fenomen físic; també té profundes implicacions filosòfiques. Ens porta a qüestionar la naturalesa de la realitat i com l'observació afecta allò que mesurem. La realitat existeix independentment de la nostra observació, o l'observació és la que determina el resultat?
Sense comentaris.....
### Conclusió del ChatGPT
En resum, l'experiment de la doble escletxa és una fita a la física que revela la dualitat ona-partícula de la llum.
Fins ara...
Nota: Amb aquest article no és la meva intenció dir que la física quàntica és errònia, ja que considero que es tracta de un veritable encert, un avenç de la física de les probabilitats, només pretenc canviar alguns aspectes de la interpretació de l'experiment perquè considero que aquests canvis poden resultar més que interessants, per això els animo a repetir-ho i intentar veure'l des del meu punt de vista, o en el seu punt de vista.
Crèdits:
Experiment sobre camps polaritzats.
Tot i que la polarització del camp no té cap repercussió aparent en l'experiment de la doble escletxa, el fet d'aplicar filtres polaritzats m'ha fet percebre algunes qüestions que he cregut important compartir després de l'article per la curiositat que desperta a l'observador certs fenòmens que de vegades per Internet es mostren com una mica màgics.
Però abans de continuar i seguint amb l'experiment de la doble escletxa anterior, m'he dedicat a polaritzar l'ona mitjançant l'ús de filtres polaritzats per veure què passa. Per reduir el marge d'error, he buscat la polaritat dels filtres perquè siguin en vertical i horitzontal, i la del làser, ja que després de dividir-se el feix en dos al seu pas per la doble escletxa, els feixos resultants es comporten com si estiguessin polaritzats. Després, en primer lloc, he comprovat el patró d'interferències del feix sense cap filtre, seguidament fent-ho passar només per un filtre polar, el dret, després per l'altre, i finalment cada feix de l'escletxa per cadascun dels filtres. Al final, he contrastat per observar com la polarització afecta el patró d'interferències en cadascun dels casos, i encara que això no és res de nou sí que tenim present com s'utilitza en l'actualitat la polarització i el canvi de fase per a la visualització de pel·lícules en 3D, si que ha estat grat observar com quan trenquem la interferències, el patró també es desdibuixa, encara que no tan precari.
*No pensin ara que sóc un insensible a la màgia, només que m'encanta saber el perquè de les coses.
A l'experiment es pot observar que, a més del canvi d'amplitud quan les lents no están del tot perpendiculars, el que ens estava fent la segona lent era definir un nou pla polaritzat independent de la seva predecessora, una cosa molt lògica, cert, però no pensava que la desconnexió amb el pla anterior seria total, tenia la impressió que les lents anteriors vetarien l'angle que amb anterior. Dons no, jo anava totalment errat.
Hem de tenir present que en un filtre polaritzat, el nord i el sud són exactament el mateix, és a dir que parlant de plans, només n'hi ha la vertical i l'horitzontal, encara que he de continuar mantenint la idea de nord i sud pel coneixement heretat.
Al següent "GIF" es mostra com la rotació del segon filtre condiciona el pas de la llum en 90 graus en estar aquesta polaritzada pel primer, canviant això si, el pla de la mateixa en la rotació, pla que és essencial per a la influència del tercer.
I a la següent recopilació es ressalten els quatre moments on no hi ha un flux final, ja sigui perquè el diferencial de l'angle entre el primer filtre i el segon és de 90 graus o perquè l'angle donat entre el segon i el tercer filtre també es troba en un diferencial de 90 graus.
i a la següent, els quatre moments intermedis on el flux de sortida és possible perquè l'angle entre el primer i el segon i entre el segon i el tercer són en diferents moments inferiors als 90 graus.
Ho podem veure d'una manera més clara quan alineem molts més filtres polaritzats, podem pensar que l'angle d'interacció es restringiria de 90 a 60 o a 45 graus en funció al nombre de filtres, o que s'heretaria de manera que si creuem filtres més endavant respecte a altres filtres anteriors, l'has es restringiria per haver estat vetat un nou pla per a la llum polaritzada sortint que és totalment independent a tots els filtres anteriors, excepte el primer que va polaritzar inicialment la llum.
En el següent vídeo es pot observar com l'angle inicial no s'hereta en una alineació múltiple de filtres, és a dir que, encara que troben múltiples filtres que es trobin creuats entre si coincidint de manera repetitiva en el recorregut, el fet d'haver filtres intermedis que van definint un nou pla polar de manera independent als seus predecessors. trajecte, encara que això sí, amb la pèrdua d'amplitud que suposa l'exposició a tants filtres.
