What is the double-slit experiment?/¿Que es el experimento de la doble-rendija?

in #science19 days ago



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Since the seventeenth century there has been a debate on whether light is a wave or if it is actually particles, first Huygens with his wave theory and later Newton demonstrated that light was made up of particles, due to the fame of Isaac Newton his theory prevailed for a century and Huygens theory was forgotten.

Desde el siglo XVII se venía discutiendo si la luz es una onda o si en realidad se trata de partículas, primero Huygens con su teoría ondulatoria y posteriormente Newton demostró que la luz estaba formada por partículas, debido a la fama de Isaac Newton su teoría prevaleció durante un siglo quedando olvidada la teoría de Huygens.

But there were still unclear aspects in the corpuscular theory, so in 1801 Thomas Young carried out a new experiment to demonstrate the nature of light, the experiment consists of launching bursts of light against a plate in which two 0,2 mm thin slots have been made to collect its reflection on a photographic plate on the other side of the plate.

Pero todavía había aspectos poco claros en la teoría corpuscular por lo que en 1801 Thomas Young realizó un nuevo experimento para demostrar la naturaleza de la luz, el experimento consiste en lanzar ráfagas de luz contra una plancha en la que se han practicado dos ranuras de 0,2 mm y recoger su reflejo en una placa fotográfica del otro lado de la plancha.

If the light is made up of particles on the photographic plate, we should see two vertical stripes of different thickness depending on how much light has passed through each slit, but if it is a wave we would see what physicists call an interference pattern and that consists of a vertical stripes pattern of different intensity depending on the interference produced by the waves after passing through the slits.

Si la luz está formada por partículas en la placa fotográfica deberíamos ver dos rayas verticales de distinto grosor dependiendo de cuánta luz haya pasado por cada rendija pero, si es una onda, veríamos lo que los físicos llaman un patrón de interferencia y que consiste en un patrón de rayas verticales de distinta intensidad dependiendo de las interferencias producidas por las ondas tras pasar las rendijas.


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When carrying out the experiment, it was observed that an interference pattern was produced so that the light should be a wave, however they thought that it was possible that when launching a jet of photons they would interfere with each other and they decided to carry out the experiment but this once throwing the photons 1 to 1 to avoid that they could interfere with each other.

Al realizar el experimento se observó que se producía un patrón de interferencia por lo que la luz debería de ser una onda, no obstante pensaron que era posible que al lanzar un chorro de fotones estos se interfirieran unos a otros y decidieron realizar el experimento pero esta vez lanzando los fotones 1 a 1 para evitar que pudiesen interferirse entre ellos.

To their surprise, the experiment continued to produce an interference pattern which would somehow imply that the photon has passed through both slits at the same time and has interfered with itself, since this was difficult to believe they decided to couple to the experiment some sensors in each slit to see where the photon slipped through.

Para su sorpresa, el experimento seguía produciendo un patrón de interferencia lo que de algún modo implicaría que el fotón ha pasado por las dos rendijas a la vez y se ha interferido a sí mismo, puesto que esto era difícil de creer decidieron acoplar al experimento unos sensores en cada rendija para ver por donde se colaba el fotón.

This was even worse because, when putting the sensors, two vertical stripes appeared on the photographic plate, one for each slit, which is what we all expected. Interestingly, if the sensors were disconnected, the interference pattern would reappear and when they were reconnected, the two vertical bars reappeared.

Esto fue aún peor pues, al poner los sensores, en la placa fotográfica aparecieron dos rayas verticales, una por cada rendija, que es lo que todos esperábamos. Curiosamente si se desconectaban los sensores volvía a aparecer el patrón de interferencia y al volver a conectarlos vuelven a aparecer las dos barras verticales.


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From this it follows that, in some way, the system knows when someone is observing it and changes its behavior, that is to say that reality changes just by observing it, which has been taken for granted a few years later with the discoveries of quantum physics by Neils Bohr and his colleagues in Copenhagen.

De esto se deduce que, de alguna manera, el sistema sabe cuando alguien lo está observando y cambia su comportamiento, es decir que la realidad cambia solo por el hecho de observarla, cosa que se da por sentada unos años más tarde con los descubrimientos de física cuántica de Neils Bohr y sus colegas de Copenhague.

If this does not seem surprising to you, the scientists have still curled the curl more by placing the sensors near the photographic plate, after having passed through the slit, and verified that this time the pattern also changed to the two vertical bars which implies, as you may have deduced that the system would have had to travel to the past to know which of the two slits it has passed through. Awesome!.

Si esto os parece poco alucinante todavía los científicos han rizado más el rizo colocando los sensores cerca de la placa fotográfica, después de haber pasado por la rendija, y comprobando que también esta vez cambiaba el patrón a las dos barras verticales lo que implica, como habréis podido deducir, que el sistema habría tenido que viajar al pasado para saber por cuál de las dos rendijas ha pasado. ¡Acojonante!.

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