De natuurkundigen gebruikten een neutronenfaciliteit van het Institut Laue-Langevin in Grenoble. Hierin
Naast het meten van het deeltje zelf daarnahereniging maakt de installatie het mogelijk om de spin van een neutron te meten. De onderzoekers merken op dat als een neutron slechts langs een van de twee paden beweegt, vervolgens aan de hand van zijn draaiing kan worden bepaald welk pad het heeft afgelegd. Wetenschappers meten de spinwaarde vóór de scheiding en na de samenvoeging van de deelgolven.
Met vallen en opstaan bepalen natuurkundigende hoek die nodig is om de spin van de gesuperponeerde toestand terug naar de oorspronkelijke richting te draaien. De wetenschappers merken op dat de kracht van deze rotatie laat zien hoe sterk het neutron langs elk pad aanwezig was. Als het alleen het pad zou volgen dat de spin draaide, zou een volledige rotatiehoek nodig zijn om het terug te draaien. Als het maar een ander pad had gevolgd, zou de omgekeerde rotatie helemaal niet nodig zijn geweest.
Wetenschappers merken op dat om de optimalerotatiehoek vereist veel neutronen, maar zodra deze is vastgesteld, wordt de daaruit bepaalde verdeling toegepast op elk afzonderlijk gedetecteerd neutron. In een experiment dat werd uitgevoerd met een speciale asymmetrische bundelsplitser, bleek bijvoorbeeld dat neutronen een derde in het ene pad en tweederde in het andere pad waren.
De resultaten van onze metingen bevestigenklassieke kwantumtheorie. Nieuw is dat het niet nodig is om toevlucht te nemen tot onbevredigende statistische argumenten: bij het meten van één deeltje, laat ons experiment zien dat het tegelijkertijd twee kanten op moet, en bepaalt ondubbelzinnig de bijbehorende verhoudingen.
Stefan Sponar, co-auteur van de studie van de Universiteit van Wenen
Het dubbelspletenexperiment is het bekendste in kwantumnatuurkunde: individuele deeltjes worden in een muur geschoten met twee gaten waarachter een detector meet waar de deeltjes vallen. De traditionele benadering van het uitvoeren van experimenten is, zoals de onderzoekers opmerken, gebaseerd op veel herhalingen en statistische evaluatie van alle resultaten.
"In het klassieke dubbelspletenexperimenter ontstaat een interferentiepatroon. De deeltjes bewegen zich als een golf tegelijkertijd door beide gaten, en de twee golven interfereren dan met elkaar. Op sommige plekken versterken ze elkaar, op andere plekken neutraliseren ze elkaar”, legt Sponar uit.
De kans op het meten van een deeltje achter een dubbele spleet ineen heel specifieke locatie hangt af van dit interferentiepatroon: waar de kwantumgolf wordt versterkt, is de kans om het deeltje te meten groot. Waar de kwantumgolf opheft, is de kans klein. Deze verdeling van golven kan niet worden gezien door naar een enkel deeltje te kijken. Pas als het experiment vele malen wordt herhaald, wordt het golfpatroon punt voor punt en deeltje voor deeltje meer en meer herkenbaar.
Lees verder
Kijk naar de "stille" drone met een nieuwe generatie ionenaandrijving
Oude trilobietenmannetjes bonden vrouwtjes vast tijdens het paren
Rusland en de Verenigde Staten hebben Doomsday-vliegtuigen: hoe en waar zullen ze vliegen in het geval van het einde van de wereld